Instalación de un sistema automatizado de pintura en una fábrica de
Anuncio
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR Departamento de Tecnología Electrónica INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL ELECTRÓNICA INDUSTRIAL PROYECTO FIN DE CARRERA Instalación de un sistema automatizado de pintura en una fábrica de armarios eléctricos Autor: Rafael Pablo Belmar Leal Tutor: Julio Barahona Rodríguez Leganés (Madrid), Junio 2012 Título: Instalación de un sistema automatizado de pintura en una fábrica de armarios eléctricos. Autor: Rafael Pablo Belmar Leal. Director: D. Julio Barahona Rodríguez. EL TRIBUNAL Presidente: Secretario: Vocal: Realizado el acto de defensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día 30 de Mayo de 2012 en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de Madrid, acuerda otorgarle la CALIFICACIÓN de_________. VOCAL SECRETARIO PRESIDENTE Quiero agradecer a mi tutor, D. Julio Barahona, el haber puesto su confianza en mí para la realización de este Proyecto. Dedico a mis padres, Rafael y Paquita, este Proyecto Fin de Carrera que os merecéis tanto o más que yo. Por último, gracias Berty por tu apoyo incondicional durante todos estos años y por demostrarme que con esfuerzo y ganas, se puede hacer cualquier cosa. Resumen El Proyecto Fin de Carrera titulado: “Instalación de un sistema automatizado de pintura en una fábrica de armarios eléctricos”, surge de la necesidad de mejorar la producción en los sistemas manuales de pintura y galvanizado de piezas. Hoy en día, cualquier sistema que requiera de una elevada producción necesita automatizarse o de ampliar dicha automatización. El mercado actual es muy competitivo y, por tanto, requiere de niveles de elevada especialización. Los pedidos a las fábricas son cada vez mayores por varios motivos, entre ellos podemos nombrar la demanda de un producto o simplemente que los grandes lotes son económicamente más baratos. Para responder a esas expectativas se necesitan elementos de alta precisión y velocidad que un grupo de personas no podría hacer en los tiempos que realmente se requiere. Sin embargo, un grupo de robots o de elementos de control sí puede realizar dichas tareas. En este caso, la fábrica de armarios eléctricos que ocupa el presente Proyecto realiza las funciones de ensamblado, galvanizado, pintado y recogida de los mismos. La mejora a realizar será la automatización del sistema de galvanizado y pintado que actualmente se realiza de forma manual en las instalaciones. La automatización la componen principalmente elementos de control; dos autómatas o PLCs, un sistema interfaz HMI y un bus de comunicación entre todos los elementos del sistema, incluyendo actuadores y sensores. El “cerebro” de todo el proceso podemos decir que es el autómata o, como en este caso, los dos autómatas. Su programación interna hace posible que todo funcione de manera precisa y rápida. Aunque podemos afirmar que sin los actuadores y sensores no serviría de mucho, ya que éstos son sus “ojos y manos” dentro del proceso. Mandan señales para saber cuál es el estado actual y a cuál se tienen que dirigir. Gracias al panel del operador se consigue un nítido seguimiento por parte del operario supervisando y, de ser necesario, cambiando parámetros de producción. El Profibus hace que todos los elementos funcionen de manera conjunta y sin errores. Centrándonos en el proceso que ocupa este Proyecto, podemos afirmar que comienza en cuanto llega un armario totalmente ensamblado. Éste se coloca sobre la cinta y avanza hasta que llega a la zona de galvanizado. El puente de grúa en esa zona es el encargado de levantarlo y pasarlo por los tres baños necesarios para su protección. Una vez realizado, la grúa deposita el armario en la zona de pintura. Aquí se le aplicará primero una capa protectora o proceso de imprimación, luego la pintura y por último se procede al secado en los hornos. Cuando están secos, van saliendo hasta que llegan a la zona de recogida donde otro sistema las coloca. Palabras clave: sistema, automatizado, pintura, galvanizado, competitivo, precisión, velocidad, manual, control, PLCs, HMI, Profibus. Abstract The end of career Project titled: “Installation of automated painting system on an electric cabinets factory”, arises from the need to improve production in manual painting and galvanized systems parts. Today, any system that requires a high production needs an automated system or expands it. The current market is very competitive and therefore it requires high specialization levels. The factory orders are increasing for several reasons, among them we can appoint the product demand or simply the large lots that are economically cheaper. To meet these expectations is necessary to employ high precision and speed that a group of persons could not do just in time. However, a group of robots or other control elements can perform these tasks. In this case, the electric cabinets factory occupying this project performs the functions of assembly, galvanized, painting and collecting them. The improvement will be the automation of painting and galvanized system currently carried out manually in this factory. Automation is composed by control elements mainly; two PLC, one HMI system and a communication bus between all the system elements, including actuators and sensors. The “brain” of the process we can say that is the PLC or, as in this case, the two PLCs. Its internal programming allows everything to work accurately and quickly. Although we can say that without actuators and sensors it does not help much because they are the “eyes and hands” in the process. They send signals to know the current status and what is the next. Thanks to the operator panel achieves a clear monitoring by the operator and, if necessary, changing production parameters. Profibus makes all elements work together without errors. Focusing on the process that take ups this Project, we can declare that it begins when a cabinet comes totally assembled. It is placed on a rack and advance until it reaches the galvanized area. The bridge crane in this area is responsible for lifting and pass by the three baths needed for protection. Once does it, the crane deposits the cabinet in the painting area. Here, first of all it will apply a protective coating or process of priming, then painting and finally is dried in kilns. When they are dried, they come out until they reach to the collection area where another system picks them up. Keywords: system, automated, painting, galvanized, competitive, precision, speed, manual, control, PLCs, HMI, Profibus. INDICE GENERAL Capítulo 1 ............................................................................................................................22 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS .........................................................................................22 1.1.- INTRODUCCIÓN ......................................................................................................22 1.2.- OBJETIVO DEL PROYECTO ...................................................................................23 1.3.- SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO ............................................................................23 1.4.- ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA ..........................................................................23 Capítulo 2 ............................................................................................................................26 ESTADO DEL ARTE............................................................................................................26 2.1.- LA AUTOMATIZACIÓN EN GENERAL .....................................................................26 2.2.- PROTECCIÓN FRENTE AL TIEMPO. ELECTRÓLISIS Y GALVANIZADO. .............29 2.3.- IMPRIMACIÓN Y PINTURA. CABINAS ESPECIALIZADAS. ....................................31 Capítulo 3 ............................................................................................................................35 SISTEMA A INSTALAR .......................................................................................................35 3.1.- DISTRIBUCIÓN DE LA MAQUINARIA......................................................................35 3.2.- CAPACIDAD DEL SISTEMA ....................................................................................36 3.3.- ESQUEMA BÁSICO DE LA INSTALACIÓN ..............................................................37 3.4.- MAQUINARIA DEL SISTEMA DE GALVANIZADO ...................................................38 3.4.1.- Puente de grúa ...................................................................................................38 3.4.2.- Tanques ..............................................................................................................39 3.5.- MAQUINARIA DEL SISTEMA DE IMPRIMACIÓN, PINTURA Y SECADO ...............40 3.5.1.- Cabinas de imprimación y pintura .......................................................................40 3.5.2.- Depósito de pintura (a presión) ...........................................................................42 3.5.3.- Mesa giratoria .....................................................................................................44 3.5.4.- Hornos de secado ...............................................................................................45 3.6.- MAQUINARIA COMÚN EN AMBOS SISTEMAS ......................................................47 3.6.1.- Cintas transportadoras de cadena ......................................................................47 Capítulo 4 ............................................................................................................................50 SISTEMA DE CONTROL .....................................................................................................50 4.1.- AUTÓMATAS ...........................................................................................................50 4.1.1.- Definición ............................................................................................................50 4.1.2.- Selección de los autómatas ................................................................................50 4.1.2.1.- Zona de galvanizado. Siemens. ...................................................................52 4.1.2.2.- Zona de pintura y secado. Schneider Electric. .............................................52 4.1.3.- Ventajas y desventajas .......................................................................................53 4.1.4.- Estructura externa ...............................................................................................54 4.1.5.- Estructura interna ................................................................................................54 4.2.- SENSORES ..............................................................................................................56 4.2.1.- Sensores ópticos ................................................................................................56 4.2.2.- Finales de carrera ...............................................................................................59 4.2.3.- Sensores de temperatura y humedad relativa .....................................................60 4.2.4.- Alimentación de sensores ...................................................................................61 4.3.- ACTUADORES NEUMÁTICOS ................................................................................62 4.4.- PCs INDUSTRIALES. ...............................................................................................62 4.4.1.- HMI. Interfaz hombre-máquina. ...........................................................................62 4.4.2.- Selección del PC Industrial .................................................................................64 4.4.3.- SIMATIC HMI ......................................................................................................64 4.4.4.- SIMATIC HMI IPC577C ......................................................................................67 4.4.4.1.- Descripción ..................................................................................................67 4.4.4.2.- Áreas de aplicación......................................................................................67 4.4.4.3.- Ventajas.......................................................................................................67 4.4.4.4.- Diseño y funciones.......................................................................................68 4.5.- SETA DE EMERGENCIA..........................................................................................68 4.6.- ALARMA ...................................................................................................................69 Capítulo 5 ............................................................................................................................71 COMUNICACIONES ............................................................................................................71 5.1.- REDES DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL ............................................................71 5.1.1.- Buses de campo. Definición. ...............................................................................71 5.1.2.- Buses de campo. PROFIBUS. ............................................................................71 5.1.3.- Implementando PROFIBUS en nuestro sistema .................................................74 5.1.4.- Comunicaciones PLC - HMI ................................................................................76 5.1.4.1.- Siemens S7-200. Red PPI. ..........................................................................76 5.1.4.2.- Schneider Electric Modicon Premium TSX P5710........................................77 5.1.5.- Comunicación del PC con el entorno del sistema ...............................................78 5.2.- SCADA .....................................................................................................................78 Capítulo 6 ............................................................................................................................81 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA ....................................................................................81 6.1.- SISTEMA DE GALVANIZADO ..................................................................................81 6.1.1.- Variables del sistema ..........................................................................................83 6.1.2.- Diagrama de flujo para el puente de grúa ...........................................................86 6.2.- SISTEMA DE IMPRIMACIÓN, PINTURA Y SECADO ..............................................91 6.2.1.- Variables del sistema ..........................................................................................94 6.2.2.- Diagramas de flujo para el sistema de pintura y secado .....................................99 6.2.2.1.- Diagrama de flujo para la imprimación y pintura ..........................................99 6.2.2.2.- Diagrama de flujo para los cuatro hornos de secado .................................102 6.2.2.3.- Diagrama de flujo para la zona de recogida ...............................................105 Capítulo 7 .......................................................................................................................... 107 SEGURIDAD Y SALUD .....................................................................................................107 7.1.- MEDIDAS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL ............................................................ 107 7.1.1.- Protección de la cabeza y facial ........................................................................107 7.1.1.1.- Casco industrial ......................................................................................... 107 7.1.1.2.- Gafas protectoras ......................................................................................108 7.1.2.- Protección del cuerpo ....................................................................................... 108 7.1.2.1.- Bata antiestática ........................................................................................ 108 7.1.2.2.- Guantes de protección ...............................................................................109 7.2.- MEDIDAS DE PROTECCIÓN COLECTIVA ............................................................ 110 7.2.1.- Vestuario...........................................................................................................110 7.2.2.- Lavabos ............................................................................................................110 7.2.3.- Protección contra incendios ..............................................................................110 7.2.3.1.- Boca de incendio equipada ........................................................................110 7.2.3.2.- Extintor ......................................................................................................111 7.3.- MEDIDAS DE SALUBRIDAD ..................................................................................111 7.3.1.- Setas de emergencia ........................................................................................ 111 7.3.2.- Botiquín industrial de plástico grande ................................................................ 112 Capítulo 8 .......................................................................................................................... 115 ANEXOS ............................................................................................................................ 115 Anexo I.- Seguridad y Salud. .......................................................................................... 115 Anexo II.- Características técnicas de la maquinaria. ......................................................127 Anexo III.- Características técnicas del sistema de control. .............................................135 Anexo IV.- Características técnicas de las comunicaciones. ...........................................150 Anexo V.- Programación de los autómatas. ....................................................................151 Capítulo 9 .......................................................................................................................... 163 PLANOS ............................................................................................................................ 163 9.1.- PLANO DE SITUACIÓN ......................................................................................... 163 9.2.- PLANO DE EMPLAZAMIENTO ..............................................................................163 9.3.- PLANTA Y ALZADO DE LA FÁBRICA ....................................................................163 9.4.- SITUACIÓN DE LA MAQUINARIA ..........................................................................163 9.5.- PLANO DE ALUMBRADO ......................................................................................163 9.6.- CONEXIONADO DEL SISTEMA DE CONTROL ....................................................163 9.7.- CONEXIONADO DE LOS AUTÓMATAS ................................................................ 163 9.8.- SEGURIDAD Y SALUD .......................................................................................... 163 Capítulo 10 ........................................................................................................................ 172 PLIEGO DE CONDICIONES .............................................................................................. 172 10.1.- DISPOSICIONES GENERALES ...........................................................................172 10.1.1.- Objeto del pliego general ................................................................................172 10.1.2.- Documentación del contrato de obra ............................................................... 172 10.2.- CONDICIONES DE EJECUCIÓN .........................................................................173 10.2.1.- Puente de grúa ............................................................................................... 173 10.2.2.- Tanques ..........................................................................................................173 10.2.3.- Cintas transportadoras de cadena ..................................................................174 10.2.4.- Cabinas de imprimación y pintura ...................................................................174 10.2.5.- Depósito de pintura ......................................................................................... 174 10.2.6.- Mesa giratoria .................................................................................................175 10.2.7.- Horno de secado ............................................................................................. 175 10.2.8.- Autómatas.......................................................................................................176 10.2.9.- Sensores.........................................................................................................176 10.2.9.1.- Ópticos ....................................................................................................176 10.2.9.2.- Finales de carrera ....................................................................................177 10.2.9.3.- Temperatura y humedad relativa ............................................................. 177 10.2.9.4.- Fijación de sensores ................................................................................177 10.2.10.- Actuadores neumáticos .................................................................................178 10.2.11.- PC y HMI ......................................................................................................178 10.2.12.- Setas de emergencia ....................................................................................178 10.2.13.- Alarma ..........................................................................................................178 10.2.14.- Cableado y conexionado ...............................................................................179 10.2.15.- Protección del cableado y conexionado ........................................................ 179 10.2.16.- Electricidad ...................................................................................................179 10.3.- CONDICIONES TÉCNICAS..................................................................................180 10.3.1.- Puente de grúa ............................................................................................... 180 10.3.2.- Tanques ..........................................................................................................181 10.3.3.- Cintas transportadoras de cadena ..................................................................181 10.3.4.- Cabinas de imprimación y pintura ...................................................................182 10.3.5.- Depósito de pintura ......................................................................................... 183 10.3.6.- Mesa giratoria .................................................................................................184 10.3.7.- Horno de secado ............................................................................................. 185 10.3.8.- Autómatas.......................................................................................................185 10.3.9.- Sensores.........................................................................................................186 10.3.9.1.- Ópticos ....................................................................................................186 10.3.9.2.- Finales de carrera ....................................................................................186 10.3.9.3.- Temperatura y humedad relativa ............................................................. 186 10.3.10.- Actuadores neumáticos .................................................................................187 10.3.11.- PC y HMI ......................................................................................................188 10.3.12.- Setas de emergencia ....................................................................................190 10.3.13.- Luces de emergencia ....................................................................................191 10.3.14.- Electricidad ...................................................................................................191 10.3.14.1.- Fuentes de alimentación ........................................................................191 10.3.14.2.- Diferencial .............................................................................................. 191 10.3.14.3.- Automático-Magnetotérmico: .................................................................192 10.4.- SEGURIDAD Y SALUD ........................................................................................ 193 10.4.1.- Extintores y bocas de incendio equipadas ......................................................193 10.4.2.- Señalización de emergencia ...........................................................................193 10.4.2.1.- Señalización de dirección de evacuación .................................................194 10.4.2.2.- Señalización de las salidas de emergencia ..............................................194 10.4.2.3.- Señalización de los medios de protección ...............................................195 10.4.2.4.- Señalización de la presencia de extintor ..................................................195 Capítulo 11 ........................................................................................................................ 197 PRESUPUESTO ................................................................................................................197 11.1.- PRESUPUESTO GENERAL .................................................................................197 11.2.- PRESUPUESTO DETALLADO .............................................................................198 Capítulo 12 ........................................................................................................................ 210 CONCLUSIONES ..............................................................................................................210 Capítulo 13 ........................................................................................................................ 212 REFERENCIAS ..................................................................................................................212 13.1.- BIBLIOGRAFÍA .....................................................................................................212 13.2.- REFERENCIAS ....................................................................................................212 13.2.1.- Manuales ........................................................................................................212 13.2.2.- Apuntes...........................................................................................................212 13.2.3.- Páginas web ...................................................................................................212 INDICE DE FIGURAS Figura 1.- Viñeta cómica sobre la automatización. ...............................................................26 Figura 2.- La automatización en la historia. ..........................................................................28 Figura 3.- Fábrica de cuadros eléctricos. ..............................................................................29 Figura 4.- Esquema del proceso electrolítico. .......................................................................30 Figura 5.- Imprimación manual de una pieza. .......................................................................31 Figura 6.- Ejemplos de pintado. Coches y armarios eléctricos. .............................................33 Figura 7.- Esquema básico de la instalación de la maquinaria. ............................................37 Figura 8.- Puente de grúa Abus, modelo EHB monorraíl. .....................................................39 Figura 9.- Tanque Aoli, modelo ALZS-16..............................................................................39 Figura 10.- Cabina Launch, modelo CCH 201. .....................................................................41 Figura 11.- Esquemático de la cabina CCH 201. ..................................................................42 Figura 12.- Esquema del depósito de pintura Walter-Pilot, modelo MDG 500.......................43 Figura 13.- Mesa giratoria Bishamon, modelo EZU-15-R......................................................44 Figura 14.- Horno de secado Acatec, modelo HCG 3000. ....................................................45 Figura 15.- Cinta transportadora Gura, modelo 67100. .........................................................48 Figura 16.- Sensor Omron E3G ML79T-G. ...........................................................................56 Figura 17.- Esquema de funcionamiento del sensor óptico...................................................57 Figura 19.- Esquema de formación de un final de carrera. ...................................................59 Figura 18.- Sensor Omron D4B-4116N.................................................................................59 Figura 20.- Sensor Novus N322RHT. ...................................................................................61 Figura 21.- Transformador Avalva 3534. ..............................................................................61 Figura 22.- Cilindro Norgren RA/8063/M/200. .......................................................................62 Figura 23.- Existen diferentes sistemas HMI. .......................................................................65 Figura 24.- Características técnicas del Simatic HMI IPC577C.............................................68 Figura 25.- Seta de emergencia Eprom PQ01C4N. ..............................................................69 Figura 26.- Alarma Patlite RFV-220F-R. ...............................................................................69 Figura 27.- Esquema de la jerarquía del Profibus. ................................................................73 Figura 28.- Relación de la velocidad (Kbit/s) con la distancia (m). ........................................74 Figura 29.- Cable de Profibus y detalle de sección. ..............................................................75 Figura 30.- Cable PPI RS485 a RS232.................................................................................76 Figura 31.- Cable Mini DIN 8 puntos a RS485. .....................................................................77 Figura 32.- Captura de un sistema SCADA. .........................................................................78 Figura 33.- Esquema del funcionamiento de la llegada de los armarios a los hornos. ........104 Figura 34.- Casco industrial Infra 1CP210-1. ......................................................................107 Figura 35.- Gafas protectoras MSA 10008177....................................................................108 Figura 36.- Bata antiestática Vallen CH679S. .....................................................................109 Figura 37.- Guantes de protección Vallen PM-10-08. ......................................................... 109 Figura 38.- Boca de Incendio Equipada Eivar, modelo de 45 mm.......................................110 Figura 39.- Extintor Eivar de CO2. 5Kg...............................................................................111 Figura 40.- Botiquín industrial Sanakit. Modelo de plástico y doble puerta. ........................ 112 Figura 41.- Características técnicas del puente de grúa Abus. ...........................................127 Figura 42.- Esquemático del puente de grúa Abus. ............................................................ 128 Figura 43.- Características técnicas del tanque Aoli. .......................................................... 129 Figura 44.- Características técnicas de la cinta transportadora de cadena Gura. ...............130 Figura 45.- Características técnicas de las cabinas Launch. ..............................................131 Figura 46.- Características técnicas del depósito Walter-Pilot. ...........................................132 Figura 47.- Características técnicas de la mesa giratoria Bishamon. ..................................133 Figura 48.- Características técnicas del horno Acatec. ....................................................... 134 Figura 49.- Esquemático de la CPU del Siemens S7-200...................................................135 Figura 50.- Características técnicas de la CPU 224 de Siemens. .......................................136 Figura 51.- Cableado de la CPU 224 y asignación de pines del puerto del S7-200. ...........137 Figura 52.- Características técnicas del Schneider Electric ................................................138 Figura 53.- Características generales de la CPU del Modicon Premiun. ............................. 139 Figura 54.- Características técnicas de la CPU TSX P5710 del Modicon Premium (I). .......140 Figura 55.- Características técnicas de la CPU TSX P5710 del Modicon Premiun (II). .......141 Figura 56.- Características técnicas del sensor Omron E3G-ML79T-G (I). ......................... 142 Figura 57.- Características técnicas del sensor Omron E3G-ML79T-G (II). ........................ 143 Figura 58.- Características técnicas del final de carrera Omron D4B-4116N. .....................144 Figura 59.- Características técnicas de los sensores Novus N332RHT. ............................. 145 Figura 60.- Características técnicas del actuador Norgren RA/8063/M/200. ....................... 146 Figura 61.- Características generales del HMI IPC577C. ...................................................147 Figura 62.- Características técnicas de la seta Eprom PQ01C4N (I). .................................147 Figura 63.- Características técnicas de la seta Eprom PQ01C4N (II). ................................ 148 Figura 64.- Características técnicas de las luces de emergencia Patlite. ............................ 149 Figura 65.- Ejemplo de esquema de red Profibus y procedimiento de transmisión. ............150 Figura 66.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (I)......................151 Figura 67.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (II).....................152 Figura 68.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (III)....................153 Figura 69.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (IV). ..................154 Figura 70.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (V). ...................155 Figura 71.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VI). ..................156 Figura 72.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VII). .................157 Figura 73.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VIII). ................158 Figura 74.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (IX). ..................159 Figura 75.- Imprimación, pintura y secado de armarios. Programación en PL7 (I). .............160 Figura 76.- Imprimación, pintura y secado de armarios. Programación en PL7 (II). ............161 Figura 77.- Posicionamiento de los sensores en la cinta transportadora. ........................... 177 Figura 78.- Presupuesto general por sectores. ...................................................................197 INDICE DE TABLAS Tabla 1.- Criterios de selección. Factores.............................................................................51 Tabla 2.- Entradas en el sistema de galvanizado. ................................................................83 Tabla 3.- Salidas en el sistema de galvanizado. ...................................................................83 Tabla 4.- Marcas y Variables en el sistema de galvanizado..................................................84 Tabla 5.- Contador en el sistema de galvanizado. ................................................................85 Tabla 6.- Temporizadores en el sistema de galvanizado. .....................................................85 Tabla 7.- Entradas en el sistema de pintura y secado. .........................................................94 Tabla 8.- Salidas en el sistema de pintura y secado. ............................................................95 Tabla 9.- Temporizadores en el sistema de pintura y secado. ..............................................96 Tabla 10.- Contadores en el sistema de pintura y secado. ...................................................97 Tabla 11.- Especificaciones técnicas del puente de grúa Abus. .........................................180 Tabla 12.- Especificaciones técnicas del tanque Aoli.......................................................... 181 Tabla 13.- Especificaciones técnicas de la cinta transportadora Gura. ............................... 182 Tabla 14.- Especificaciones técnicas de la cabina Launch. ................................................183 Tabla 15.- Especificaciones técnicas del depósito de pintara Walter-Pilot. ......................... 184 Tabla 16.- Especificaciones técnicas de la mesa giratoria Bishamon. ................................ 184 Tabla 17.- Especificaciones técnicas del horno de secado Acatec. ....................................185 Tabla 18.- Especificaciones técnicas del cilindro neumático Norgren. ................................ 187 Tabla 19.- Especificaciones técnicas del Simatic HMI IPC577C de Siemens. ....................189 Tabla 20.- Especificaciones técnicas de las setas de emergencia Eprom. ......................... 190 Tabla 21.- Especificaciones técnicas de las luces de emergencia Patlite. .......................... 191 Tabla 22.- Presupuesto general. ........................................................................................ 197 Tabla 23.- Presupuesto detallado. ......................................................................................208 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Rafael P. Belmar Leal 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 21 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Rafael P. Belmar Leal Capítulo 1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1.- INTRODUCCIÓN El presente Proyecto va a tener como tema principal la automatización de una de las partes que componen una fábrica de armarios eléctricos. Esto se refiere a la parte de galvanizado y pintado de todo el mueble metálico a tratar. Podemos afirmar que es el último paso en innumerables procesos industriales en el que se necesita dar una capa de protección a una pieza. La pintura es un producto que se aplica en distintas superficies, es fluida, de colores y al secarse se convierte en una película sólida que sirve para proteger y decorar. Entre las superficies que se pintan se encuentran las paredes de estructuras, máquinas, herramientas, vehículos o armarios como es nuestro caso. Sin embargo, algunos procesos de pintado requieren de cuidados especiales en su desarrollo, así como de áreas específicas para llevarlos a cabo. Por lo regular, la pintura es aplicada sobre las superficies con métodos sencillos, utilizando herramientas simples como brochas o rodillos entre otros. Las ventajas de pintar superficies, además de la decoración, son la fácil identificación de dichas superficies, la clasificación por colores (muchas veces los materiales o maquinarias peligrosos se identifican al pintarlos de un color específico) o la restauración, cuando una superficie ya está desgastada y se utiliza la pintura para mejorar su apariencia. Por lo tanto, el principal objetivo del Proyecto será la realización de un sistema completamente automatizado que sea capaz de realizar el galvanizado y el pintado de los armarios a una elevada velocidad y un mínimo coste económico y temporal. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 22 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Rafael P. Belmar Leal 1.2.- OBJETIVO DEL PROYECTO El presente Proyecto se realizará para una de las empresas dedicadas al sector de la fabricación de armarios eléctricos. La tarea encomendada es la realización de la automatización del sistema que comprende la zona de galvanizado, pintura y secado que actualmente se realiza de forma manual. El resto de la automatización, es decir, la zona previa de ensamblado de los armarios y la zona posterior de recogida no son parte de este Proyecto. Actualmente la citada fábrica tiene totalmente adecuada la instalación eléctrica, tanto las tomas de corriente, cuadros eléctricos y el alumbrado. Si se necesitara algún cambio se realizará en función de necesidades futuras. 1.3.- SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO La fábrica se ubicará en el polígono industrial de Villaverde situado al Suroeste de la provincia de Madrid. Esto se puede observar en los planos de situación y emplazamiento, planos 1 y 2 respectivamente. La fábrica cuenta con una superficie de 7470 (166m x 45m). La maquinaria estará situada a lo largo de la fábrica como podemos ver en el plano 4. En la primera planta está situada la oficina. La planta y demás características generales de nuestra fábrica se pueden ver en el plano 3 realizado para tal efecto. 1.4.- ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA En este epígrafe se hace un breve resumen capítulo por capítulo de todo lo que se incluye en el presente Proyecto para facilitar su posterior lectura: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 23 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Rafael P. Belmar Leal El capítulo 1, “Introducción y Objetivos”, trata de enfocar la meta que tiene el Proyecto. Contiene una introducción, objetivos y la situación. El capítulo 2, “Estado del arte”, es un breve paseo por la historia de la automatización y del pintado de piezas. El capítulo 3, “Sistema a instalar”, contiene una breve descripción de lo que se va a realizar y todas las máquinas que se van a utilizar en el proceso. El capítulo 4, “Sistema de Control”, se tratan todos los elementos que controlarán todos los procesos del Proyecto. El capítulo 5, “Comunicaciones”, contiene el secreto del funcionamiento conjunto de las máquinas mecánicas y de control. El capítulo 6, “Implementación del Sistema”, explica el funcionamiento interno del sistema. El capítulo 7, “Seguridad y Salud”, incluye todos los elementos necesarios para poder trabajar en un ámbito seguro. El capítulo 8, “Anexos”, contiene información adicional sobre todos los capítulos del Proyecto. El capítulo 9, “Planos”, incluye todos los planos necesarios de la instalación. El capítulo 10, “Pliego de condiciones”, trata las disposiciones generales, condiciones de ejecución de todos los elementos así como sus condiciones técnicas. El capítulo 11, “Presupuesto”, evalúa el coste total del Proyecto. El capítulo 12, “Conclusiones y Trabajos futuros”, amplía los horizontes impuestos en este Proyecto, dando una visión futura del mismo. El capítulo 13, “Referencias”, incluye todos los libros, manuales, apuntes, etc., utilizados para la consecución de este Proyecto. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 24 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal 2.- ESTADO DEL ARTE Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 25 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal Capítulo 2 ESTADO DEL ARTE 2.1.- LA AUTOMATIZACIÓN EN GENERAL Como definición técnica tenemos la propuesta por La Real Academia de Ciencias Exactas Físicas y Naturales que define la Automática como el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador humano por un operador artificial en la generación de una tarea física o mental previamente programada. Partiendo de esta definición, podemos decir que la Automatización es el estudio y aplicación de la Automática en el control de procesos industriales. Figura 1.- Viñeta cómica sobre la automatización. Muchos procesos existentes en la industria presentan una evolución secuencial con el tiempo, es decir, el estado actual depende del estado en el que se encontraba anteriormente. Está formado por un conjunto de máquinas, aparatos o dispositivos que por norma general cumplen funciones o tareas repetitivas, haciendo que se opere de manera automática y así, reduciendo al mínimo la intervención humana como afirma implícitamente su definición. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 26 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal Desde siempre, la finalidad de la automatización industrial es generar la mayor cantidad de producto, en el menor tiempo posible, para reducir los costes y garantizar una uniformidad en la calidad del producto final. Aunque es evidente que la automatización sustituye a un alto porcentaje de la fuerza laboral no calificada, reduciendo la participación de los salarios en total de costos de producción, las principales razones para automatizar no incluye necesariamente la reducción del costo del trabajo. La mayor calidad en los productos se logra mediante exactitud de las máquinas automatizadas y por la eliminación de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercute grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la producción de piezas defectuosas. La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción individualizada y diferenciada en la misma línea de producción, como un cambio total de la misma. Esto posibilita una adecuación flexible a las diversas demandas del mercado. No siempre se puede justificar la acción de llevar a cabo una automatización pero existen ciertas señales indicadoras que sí lo hacen y es claramente necesaria la implementación de dichos sistemas. Algunas de estas pistas o indicadores pueden ser: Requerimientos de un aumento en la producción Requerimientos de una mejora en la calidad de los productos Necesidad de bajar los costes de producción Escasez de energía Encarecimiento de la materia prima Necesidad de protección ambiental Necesidad de brindar seguridad al personal Desarrollo de nuevas tecnologías Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 27 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal Además, la automatización industrial es posible gracias a la unión de distintas tecnologías. Citando algunas como por ejemplo la instrumentación nos permite medir las variables de la materia en sus diferentes estados, gases, sólidos y líquidos, (eso quiere decir que medimos cosas como el volumen, el peso, la presión etc.), la oleohidraúlica, la neumática, los servos y los motores son los encargados del movimiento, nos ayudan a realizar esfuerzos físicos (mover una bomba, prensar o desplazar un objeto), los sensores nos indican lo que está sucediendo con el proceso, donde se encuentra en un momento determinado y dar la señal para que siga el siguiente paso. Figura 2.- La automatización en la historia. Por su parte, los sistemas de comunicación enlazan todas las partes y los Controladores Lógicos Programables o PLCs, se encargan de que todo siga una secuencia y un correcto funcionamiento. Básicamente un autómata ó PLC es un sistema de procesamiento industrial que, partiendo de la información recibida (entradas), las trata ejecutando un programa lógico y la devuelve en forma de salidas que accionan los elementos de la instalación. Resumiendo, hay tres elementos a considerar: recogida de la información, lógica de programación y accionamiento de las salidas. A esto debemos añadir otras tecnologías como el vacío, la robótica, la telemetría y otras más. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 28 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal La automatización industrial la encontramos en muchos sectores de la economía, como son en la fabricación de alimentos, productos farmacéuticos, productos químicos, la Industria gráfica, la petrolera, automoción, Plásticos, maquinaria, telecomunicaciones entre otros. En todos estos sectores se generan grandes beneficios. No solo se aplica a maquinas o fabricación de productos, también se aplica la gestión de procesos, de servicios, a manejo de la información, a mejorar cualquier proceso que con lleven a un desempeño más eficiente, desde la instalación, mantenimiento, diseño, contratación e incluso la comercialización. Figura 3.- Fábrica de cuadros eléctricos. 2.2.- PROTECCIÓN FRENTE AL TIEMPO. ELECTRÓLISIS Y GALVANIZADO. Uno de los mayores problemas que presenta la pintura adherida en las piezas es su deterioro con el paso del tiempo. Sin embargo, hoy en día es posible atajar este problema mediante técnicas químicas. Estas técnicas tienen como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión que la humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre las piezas, más concretamente en los armarios eléctricos. Esta actividad representa aproximadamente el 50% del consumo de zinc en el mundo y desde hace más de 150 años se ha ido afianzando como el procedimiento más fiable y económico de protección del hierro contra la corrosión. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 29 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal ELECTRÓLISIS Los procesos de recubrimientos electrolíticos (o procesos químicos) consisten en depositar mediante vía electroquímica finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de iones metálicos o electrolito. En este proceso se usan productos químicos relativamente puros, sales y metales, de forma que durante la operación se depositan completamente los metales empleados sobre las piezas. Figura 4.- Esquema del proceso electrolítico. GALVANIZADO Por otro parte, el acero es el metal más empleado en el mundo. Satisface la mayor parte de las demandas de las principales industrias en términos de calidad técnica y económica para determinados usos. Sin embargo, existen una serie de limitaciones como por ejemplo, en los aceros comunes, ya que no son muy resistentes a la corrosión. Generalmente, la función de las estructuras de acero es la de soporte de la carga, por lo que una exposición prolongada puede dar lugar a daños en la integridad de la estructura con el consiguiente coste de reparación o en algunos casos su inevitable sustitución. Para solucionar esto, el galvanizado es uno de los métodos que se utilizan para mejorar la resistencia a la corrosión del acero (y de las aleaciones de hierro) mediante un pequeño recubrimiento sobre la superficie. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 30 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal El galvanizado permite el recubrimiento de los armarios de chapa de acero o de hierro fundido mediante su inmersión en un baño de cinc fundido. 2.3.- IMPRIMACIÓN Y PINTURA. CABINAS ESPECIALIZADAS. En los años 60 del pasado siglo, las empresas del sector del automóvil se plantearon cambiar sus sistemas de control. Estos estaban basados en armarios de relés y lógica tableada. Estando adaptado al medio industrial, contaba con mayor flexibilidad, era más fácil de mantener y utilizaba los avances en Electrónica del momento. Hoy en día, gracias a los robots y a los autómatas programables que están presentes en todas las actividades industriales aumentando sus prestaciones en todos los aspectos, como tamaño, número de entradas y salidas a controlar, capacidad de realizar lazos de regulación trabajando con equipos de instrumentación y sobre todo en redes de comunicación. IMPRIMACIÓN La imprimación es el proceso mediante el cual damos una capa previa a la aplicación de la pintura sobre una superficie. Las funciones de esta capa de imprimación son básicamente dos: la de tapar porosidades (tapaporos o selladora) y mejorar la adherencia de la pintura. Figura 5.- Imprimación manual de una pieza. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 31 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal Como selladora la capa de imprimación se ocupa de tapar los poros de la superficie sobre la que vamos a pintar. Si se trata de yeso o cemento ayuda a evitar la aparición de manchas de humedad, si se trata de una superficie de madera contribuye a evitar la aparición de hongos. En ambos casos como efecto del tapado de poros tendremos que vamos a necesitar menos pintura para cubrir la superficie que la que haría falta pintando directamente. En algunas superficies, por ejemplo las superficies vitrificadas o los plásticos, la pintura en ocasiones puede presentar problemas de adherencia. La capa de imprimación evitará no solo que la pintura resbale excesivamente al aplicarla, sino que mejorará su durabilidad a largo plazo. Los productos tapaporos se aplican como si de una pintura convencional se tratase. PINTURA Hoy en día tenemos varios tipos de pintura. Las más interesantes son las llamadas 2K (poliuretanos, barnices, etc.) que en la actualidad se están utilizando en nuestro mercado. Son de alta tecnología y fáciles de usar. Ello hace indispensable realizar la operación de pintado en un recinto presurizado libre de polvos, que brinde la posibilidad de aprovechar las ventajas de estos productos de secarse y endurecerse rápidamente con la ayuda de calor. Estas características son las que se consiguen al trabajar con una cabina de pintura. Ésta porta una disminución de trabajos adicionales, como el pulido de la pintura, que se debe realizar en caso de que aparezcan incrustaciones, y el aumento significativo de la productividad y la calidad del taller. Desde el punto de vista constructivo, tiene gran importancia el espacio y el diseño, tanto del foso como la salida de gases al exterior, de forma que se asegure la ausencia de turbulencias y de sobrepresiones. La construcción de la cabina debe ser modular, pero sólida. A la hora de fabricar la cabina de pintura es fundamental el empleo de buenos aislantes térmicos y acústicos. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 32 2.- ESTADO DEL ARTE Rafael P. Belmar Leal Como función principal de estos equipos no solo tenemos el secado de piezas, en el caso de que la cabina esté habilitada a tal efecto, sino además la de tener una zona para pintar limpia y libre de polvos que generan incrustaciones en la pintura y obligan a pulir las piezas y/o retocarlas. En caso de pintarse un armario con materiales acrílicos el pulido es obligatorio, más allá de las incrustaciones de basura que haya, ya que este proceso es necesario para obtener brillo. Las nuevas pinturas de dos componentes (2K) ya sean poliuretanos (monocapa) o barnices (bicapa) no necesitan pulido ya que tienen brillo propio. En caso de tener que realizar esta operación se requerirá un esfuerzo mucho mayor que para hacerlo en las pinturas acrílicas, debido a la mayor dureza de los productos. Figura 6.- Ejemplos de pintado. Coches y armarios eléctricos. El proceso de una cabina de pintura cuenta, como regla general, con la cabina propiamente dicha, una sala de mezclas y en algunos casos, estufa de secado. En el Proyecto consideraremos que no está incluido y el secado de los armarios lo realizaremos en unos hornos secadores Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica habilitados a tal efecto. 33 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.- SISTEMA A INSTALAR Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 34 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Capítulo 3 SISTEMA A INSTALAR 3.1.- DISTRIBUCIÓN DE LA MAQUINARIA En el presente capítulo se va a describir la maquinaria que se debe instalar en cada uno de los sistemas propuestos en el Proyecto. Éste está dividido en dos partes diferenciadas; En primer lugar se detallará la maquinaria correspondiente al sistema de galvanizado y en segundo lugar, al sistema de imprimación, pintura y secado. La maquinaria de cada uno de los sistemas sería la siguiente: - Puente de grúa - Tanques - Cabinas de imprimación y pintura - Depósito de pintura - Mesa giratoria - Horno de secado - Cintas transportadoras de cadena Sistema de galvanizado: Sistema de imprimación, pintura y secado: Maquinaria común en ambos sistemas: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 35 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.2.- CAPACIDAD DEL SISTEMA El incremento de colocación de cuadros eléctricos ha obligado a la empresa a tener que responder a dicha demanda con la ampliación de la producción. El Proyecto aumentará notablemente la capacidad de fabricación de armarios al automatizar la parte del galvanizado, imprimación, pintura y secado que actualmente se realiza de manera manual. Actualmente se están realizando del orden de 50 armarios galvanizados y pintados manualmente al día. Gracias al nuevo sistema, se tardan en galvanizar 4 armarios eléctricos en torno a los 4 minutos (1 minuto por armario) al igual que para el sistema de imprimado, pintura y secado de 4 armarios. Por lo tanto, hablamos de que, en 8 minutos aproximadamente se realizaría el galvanizado, imprimado, pintura y secado de 4 armarios. Para el lote de 200 armarios predeterminado en el sistema, hablamos de que se tardarían 400 minutos o lo que es lo mismo 6,7 horas aproximadamente en realizar el pedido, que no llega a las 8 horas de una jornada laboral, es decir, cuadruplicamos la producción de la fábrica sin llegar al día de trabajo. Se podrían hacer menos armarios si así fuera necesario mediante el cambio de número de los mismos en el Scada y viceversa, aumentar la producción. En el caso previo a la instalación debemos añadir que la superficie inicial de galvanizado, imprimado, pintura y secado era de 2200 (110m x 20m) con 10 operarios especializados en pintado manual. Tras la instalación se utilizarán 5800 (145m x 40m) con un personal más reducido (4 operarios) pero mucho más especializados. Respecto a los tamaños de los armarios serán como máximo de 4000 mm x 2000 mm x 2000 mm (dimensiones correspondientes al largo, ancho y alto de los tanques). Lo que hace que se pueda aplicar la automatización a una amplia gama de los mismos. El baño se realizará a los armarios en posición horizontal para que la aplicación del líquido sea homogénea en toda la superficie. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 36 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.3.- ESQUEMA BÁSICO DE LA INSTALACIÓN Figura 7.- Esquema básico de la instalación de la maquinaria. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 37 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.4.- MAQUINARIA DEL SISTEMA DE GALVANIZADO 3.4.1.- Puente de grúa Para nuestro Proyecto necesitamos un puente de grúa que traslade los armarios desde la zona de ensamblado a la de pintura y secado. Vamos a instalar un puente de la marca ABUS y modelo HB, concretamente el EHB monorraíl. Este sistema es uno de los más extendidos para la elevación y transporte de de objetos de alto peso. Algunas de las ventajas de instalar este sistema son: Al poderse modular, permite una solución a medida y económica para cada usuario Gracias a las múltiples variantes de montaje y suspensión, se pueden instalar sistemas HB bajo condiciones de difícil acceso La capacidad de carga se puede determinar y a menudo también ampliar, de forma totalmente individualizada hasta 2 Toneladas La limitación a un mínimo de componentes simplifica el montaje, ahorra tiempo y ayuda a evitar fallos No se requieren herramientas especiales para su montaje Los empalmes eléctricos de conexión rápida y sencilla, permiten una instalación eléctrica segura y de fácil realización Los múltiples seguros eléctricos que ofrecen los accionamientos y polipastos aportan seguridad con alta tecnología de desplazamiento, arranque y elevación suaves Una buena conexión entre los componentes obtiene una gran altura de gancho y un máximo aprovechamiento del espacio Se pueden realizar modificaciones, ampliaciones y trabajos tras su instalación de manera fácil y económica Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 38 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Figura 8.- Puente de grúa Abus, modelo EHB monorraíl. 3.4.2.- Tanques Los tanques deberán ser de acero para contener los líquidos de desengrase, aclarado y electrolítico. En este caso, utilizaremos tanques de acero de la marca AOLI y modelo ALZS-16. Algunas de las características generales: Estructura única y de fácil construcción Limpio, geometría clásica y de buena presentación Flexibilidad a la hora de combinarlos Bajo consumo del material y altas dureza y durabilidad Figura 9.- Tanque Aoli, modelo ALZS-16. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 39 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.5.- MAQUINARIA DEL SISTEMA DE IMPRIMACIÓN, PINTURA Y SECADO 3.5.1.- Cabinas de imprimación y pintura Se han escogido las cabinas de la marca LAUNCH, modelo CCH 201 debido a que su utilización puede variar de cara a posibles ampliaciones en un futuro. Además, tiene una capacidad de ventilación muy buena y superior a otras de la misma marca, con una media de 0,3 en cabina y además incluye una turbina de extracción que en otros modelos no está presente. Además este modelo se diferencia de otros inferiores en que es más robusto, dispone del doble de luces laterales y dos turbinas; una de impulsión de 7,5 KW y otra de extracción de 4 KW. Dichas cabinas han pasado un control de calidad muy estricto que asegura el mejor rendimiento técnico y energético. Esta marca utiliza en sus cabinas de pintura turbo ventiladores centrífugos de arranque directo con palas invertidas de alta presión y equilibradas garantizando la mínima vibración. La principal característica de esta turbina, es su gran caudal de aire y sobre todo poder mantener dicho caudal a pesar de las pérdidas de carga derivadas de filtros, tuberías de salida y longitud de los mismos, etc..., por ello están pensadas para instalaciones industriales y cabinas de pintura de automóviles. Además, el acoplamiento directo (sin correas ni poleas) con el motor, elimina dispersiones de potencia alrededor del 15/20%, cabeceo, entre otras cosas... Caudal de aire constante, aunque aumente la suciedad de los filtros del plenum. Duración superior de los filtros (al mantener la velocidad de pasaje del aire). Menor coste de mantenimiento (sustitución de correas, ruidos, desequilibrios). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 40 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Figura 10.- Cabina Launch, modelo CCH 201. Otra de las características importantes es el quemador Riello que incorpora, que tiene una capacidad calorífica de 183.000 y es de aire impulsado, es decir, aquel en que el aire posee ventilación forzada. Los paneles están construidos en chapa galvanizada, aislada por poliestireno (EPS), prensado y extruido. Este material ofrece innumerables beneficios de aislamiento en una cabina de pintura. Es una espuma aislante de carácter termoplástico, de estructura celular cerrada y expandida por extrusión. Por su naturaleza, características técnicas y prestaciones, el poliestireno extruido es la respuesta tecnológicamente más avanzada en el campo del aislamiento térmico, consiguiendo una menor merma de este material aislante frente otros productos similares. De esta forma se consiguen reducir las necesidades de climatización en cualquier época del año. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 41 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Figura 11.- Esquemático de la cabina CCH 201. Entra las ventajas más destacadas cabe nombrar: Ahorro de energía Ahorro económico Contribución a la protección del medio ambiente Reducción de la emisión de contaminantes atmosféricos Reducción de los niveles de salida de temperatura al exterior emitida por el grupo generador Retardo a la acción del fuego en caso de incendio gracias a aditivos especiales Totalmente ecológico y nada perjudicial para la salud Resistencia mecánica a la presión del aire consiguiendo que no se produzcan vibraciones 3.5.2.- Depósito de pintura (a presión) El depósito debe contener una gran cantidad de pintura y además, mantenerla en un estado óptimo. Para ello, se ha elegido un depósito de la marca WALTERPILOT y modelo MDG 500. Éste se ha escogido por su gran capacidad y las ventajas que ofrece frente a otros. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 42 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Su chorro de proyección de primera calidad hacen que tenga una transferencia de material muy uniforme ya sea para pistola o para un sistema como el que se va a montar, por lo que se obtiene una velocidad de trabajo muy elevada. Además se incluirá un agitador eléctrico para lograr una superficie y una mezcla totalmente homogénea y así evitar que la pintura se espese. Como dato para la tranquilidad del conjunto de trabajo, la seguridad está garantizada para fabricar y verificar depósitos de presión. Sus componentes se pueden observar en la siguiente figura: 1 Válvula de entrada de aire 2 Aire comprimido ajustable (control reversible) con válvula de seguridad, manómetro y válvula de ventilación 3 Agitador (Opcional) 4 Bloqueo para relleno de material 5 Principal llave para abrir t cerrar el tanque de presión 6 Válvula de entrega de material 7 Tubo de material 8 Agitador (diferentes geometrías disponibles) Figura 12.- Esquema del depósito de pintura Walter-Pilot, modelo MDG 500. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 43 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.5.3.- Mesa giratoria En este Proyecto es importante incluir una mesa giratoria regulable en altura para girar los armarios y desviarlos a sus respectivos puestos de secado. Se ha escogido la marca BISHAMON, serie EZU y modelo EZU-15-R. Su uso es muy conveniente cuando entran en juego cargas que hay que girar, elevar o posicionar. Este tipo de elevadores giratorios no contienen componentes eléctricos o hidráulicos y requieren de un mantenimiento muy bajo. Algunas características son: El actuador sube, baja y gira la plataforma a la posición deseada Superficie duradera y agradable de poliéster que la hace muy resistente frente a la corrosión Construida con una estructura sólida de acero con una base de piel rugosa Rodillos en la base y en la plataforma para añadir mayor estabilidad Diseño claro con el mínimo de mantenimiento necesario Figura 13.- Mesa giratoria Bishamon, modelo EZU-15-R. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 44 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.5.4.- Hornos de secado Para el horno de secado necesitaremos altas temperaturas para el secado de los armarios. Se han elegido cuatro hornos de la marca ACATEC, modelo HCG 3000. Su fabricación es nacional e internacionalmente conocida. La serie H se caracteriza por la escasez de puentes térmicos. Utiliza paneles tipo “Sandwich” que no tienen uniones metálicas entre las partes interiores y exteriores. Este sistema consigue un gran ahorro energético y se evita con éxito el calentamiento excesivo de las zonas adyacentes. Como dato a tener en cuenta es que podemos se pueden controlar errores de hasta ± 0.5 ºC para temperaturas de hasta 500 ºC. Figura 14.- Horno de secado Acatec, modelo HCG 3000. Todos los hornos están bajo el reglamento electrotécnico de baja tensión. Poseen cuadros estancos metálicos con seta de emergencia, pulsadores de marcha y paro, alarmas de control, etc. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 45 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Algunas características son: Construcción del horno con panel tipo sándwich Consistencia estructural del sistema Aislamiento con lana mineral de alta densidad Puertas con cierres de seguridad Juntas de cordón cerámico en los cierres de nuestros hornos de secado Suelos de hornos aislados con guías Inoxidable y aplicaciones especiales NOTA: Todos los detalles técnicos de la maquinaria están descritos en los Anexos y en el pliego de condiciones (Capítulos 8 y 10 respectivamente). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 46 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal 3.6.- MAQUINARIA COMÚN EN AMBOS SISTEMAS 3.6.1.- Cintas transportadoras de cadena Para nuestro Proyecto necesitamos una cinta transportadora que cumpla con las características técnicas del proceso. Para ello utilizaremos transportadores de cadena de la marca GURA y modelo de la serie 67000, concretamente el modelo 67100. Esta cinta puede soportar grandes cargas, posee un sistema silencioso y seguro. Esta cinta es ideal para la movilización y el transporte de unidades de carga como por ejemplo contenedores, palés y mercancías de gran envergadura, como es el caso de los armarios. Este transportador de cadena puede, como su propio nombre indica, transportar tanto de forma longitudinal como transversal. Está caracterizada por sus materiales innovadores, como aleaciones de aluminio y perfiles plásticos de alta calidad optimizados para garantizar una calidad de transporte y una disponibilidad máximas unidas a la mínima emisión de ruidos. Las características especiales del transportador de cadenas son las cadenas solapadas en los puntos de transición y el tensor de cadenas de fácil manejo para el operador. Para cargas útiles grandes, el transportador utiliza de forma óptima un raíl de paletas central o un tercer ramal de cadena accionado para soportar el peso del armario. Un simple volante de mano permite al personal de mantenimiento reajustar la tensión de la cadena en cualquier momento sin herramientas especiales, lo que hace que sea imposible estirar en exceso la cadena. Cada cadena está realizada con un perfil entrecruzado de U, galvanizada (Plata-Zinc) o esmaltada para su conservación frente al óxido. El perfil está abierto debajo para garantizar que la suciedad y partículas puedan causar desperfectos. El elemento de carga es una cadena dúplex estándar de entre 5/8" x 3/8”. De manera opcional, se puede instalar una cadena de perfil H, conjuntos de accionamiento o sensores a lo largo de la cinta en puntos perforados. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 47 3.- SISTEMA A INSTALAR Rafael P. Belmar Leal Todas las secciones de alimentación de las cadenas o de ruedas dentadas están cubiertas. Especialmente las áreas que pueden llegar a combinarse con otras máquinas, elementos o partes de la fábrica o del edificio. Figura 15.- Cinta transportadora Gura, modelo 67100. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 48 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.- SISTEMA DE CONTROL Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 49 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Capítulo 4 SISTEMA DE CONTROL 4.1.- AUTÓMATAS 4.1.1.- Definición En electrónica, un autómata es un sistema secuencial, aunque en ocasiones la esta palabra se utiliza también para referirse a un robot. Puede definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales. Sin embargo, la rápida evolución de los autómatas hace que esta definición no esté cerrada. Una definición más técnica para el autómata según el National Electrical Manufactures Association (NEMA): “Aparato electrónico digital que usa memoria programable para el almacenamiento de instrucciones que implementan funciones lógicas, secuenciales, temporizadores, contadores y aritméticas para controlar a través de módulos de entrada/ salida digital y analógica diferentes tipos de máquinas o procesos.” Existen varias abreviaturas de autómata programable que se utilizan comúnmente en el entorno industrial: API: Autómata Programable Industrial PLC: Controlador de Lógica Programable PC: Controlador Programable. 4.1.2.- Selección de los autómatas Nuestro Proyecto cuenta con dos zonas diferenciadas como se ha explicado anteriormente. Para el galvanizado de armarios eléctricos usaremos un autómata y para el pintado otro. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 50 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal La razón de hacerlo de esta manera es para realizar la programación en dos tipos de software distinto de tal manera que gracias a las comunicaciones, trabajarán como un único sistema. Otra razón y quizás la más importante, es que he podido trabajar físicamente con ellos y verificar toda la programación presente en este Proyecto. Hay que tener en cuenta que son dos procesos distintos pero que, gracias a un bus de campo, las podremos unir para que trabajen como una unidad. Si no fuera ese el caso, es decir, si no supiéramos que autómata elegir para nuestro proceso, la decisión debe basarse en el análisis sistemático de una serie de factores, pero considerando no solo las características actuales de la tarea de control, sino también las necesidades futuras en función de los objetivos de la empresa. En esta tabla se muestran los factores cuantitativos y cualitativos a tener en cuenta para una buena elección. Criterios de selección Factores Cuantitativos Factores Cualitativos Entradas/Salidas Desarrollo del programa Tipo de control Fiabilidad del producto Memoria Servicios del suministrador Software Normalización en planta Periféricos ---------------- Físico/Medio ambiente ---------------- Tabla 1.- Criterios de selección. Factores. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 51 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.1.2.1.- Zona de galvanizado. Siemens. Utilizaremos el autómata de la marca SIEMENS, modelo S7-200 y concretamente con la CPU 224. El software utilizado para desarrollar la automatización del sistema ha sido el STEP 7 Microwin v4.0 SP6. El lenguaje utilizado ha sido en lenguaje de contactos. El sistema ha sido probado sobre el autómata de manera física, dando una funcionalidad óptima. En el anexo V se adjunta la programación correspondiente a este autómata. Las características correspondientes al autómata pueden verse en el anexo III. En nuestro sistema el autómata tendrá como entradas las señales provenientes de los finales de carrera. Para ver el conexionado del autómata consulte el plano 6. 4.1.2.2.- Zona de pintura y secado. Schneider Electric. Para el control de este autómata se va a usar la aplicación Unity PRO que es una mejora de la conocida aplicación PL7. En esta nueva herramienta de desarrollo vendrá incluido el PL7, software utilizado para desarrollar programas para los autómatas en estos años. Se utilizará un autómata de la marca SCHNEIDER ELECTRIC (TELEMECANIQUE), modelo MODICON Premium TSX P5710. Éste permite desarrollar el software en lenguaje de contactos, lista de instrucciones, texto estructurado y Grafcet. En este caso se ha realizado la programación del autómata mediante Grafcet con el PL7 PRO v4.4. En el anexo V se adjunta dicha programación. Las características correspondientes al autómata pueden verse en el anexo III. En nuestro sistema el autómata tendrá como entradas las interrupciones provenientes de los sensores ópticos y las alarmas del sistema. Para ver el conexionado del autómata consulte el plano 6. Se pueden realizar proyectos de cualquier tipo solo con el programa, no obstante no se pueden realizar simulaciones del funcionamiento del programa a no ser que se disponga de un autómata y se conecte físicamente al PC. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 52 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.1.3.- Ventajas y desventajas En el caso de las ventajas cabe destacar las siguientes: Ahorro en mano de obra y mantenimiento Menor peso y tamaño Mayor fiabilidad Menores tiempos de elaboración de proyectos Menores tiempos de puesta en marcha Lógica programada Gobierno de muchas máquinas con el mismo autómata Posibilidad de hacer cambios fácilmente, según los desarrollos o cambios en las máquinas con un coste mínimo Se puede instalar en ambientes industriales donde existan condiciones severas de temperatura, campos de influencia eléctrica, humedad, vibración, ruidos, polvo, contaminantes, etc. Permite la simulación de procesos y de sus posibles fallos sin influir directamente en el proceso Alguno de los inconvenientes más importantes: Especialización del personal, es decir, contratación de mano de obra con conocimientos en el campo de la automatización Reduce la participación activa del operario Coste considerable del equipo aunque no es el más caro de los equipos en un sistema automatizado Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 53 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal En líneas generales, automatizar cualquier proceso conlleva en principio muchas más ventajas que desventajas por lo que merece la pena el avance tecnológico que se propone aunque siempre habrá opiniones que discrepen. 4.1.4.- Estructura externa Modular: Tanto CPU, como fuente de alimentación, entradas y salidas son cada una un módulo diferenciado que se eligen en función de la aplicación requerida. Son de fácil expansión ya que simplemente se les añade un nuevo módulo. Compacta: consiste en una única pieza en la que se integran en un mismo bloque la CPU, la alimentación, las entradas y las salidas. Se expanden conectándose a otros de características similares. 4.1.5.- Estructura interna Los autómatas programables se componen de lo siguientes bloques: 1) CPU (Unidad central de proceso) 2) Memoria 3) Interfaces de entrada y salida 4) Fuente de alimentación Ahora procederemos a explicar cada uno de estos bloques de una manera más detallada: 1. La unidad central de proceso (CPU) es el lugar donde se realizan todas las operaciones. Consulta el estado de las entradas y ejecuta la secuencia de instrucciones almacenada en memoria, elaborando a partir de ella las señales de salida correspondientes que se enviarán al proceso. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 54 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal En general en la CPU se realizan las tareas de control, vigilancia del funcionamiento correcto del equipo, intercambio continuo de información con los demás integrantes del equipo. 2. La memoria del autómata contiene todos los datos e instrucciones que necesita para ejecutar las tareas de control. La información se almacenará en forma de bits que luego son interpretados por la CPU. 3. Las interfaces de entrada y salida establecen la comunicación del autómata con el proceso. Además, se encarga de adaptar las señales que se manejan en el proceso a las utilizadas internamente por la máquina. 4. La fuente de alimentación adapta la tensión de red a las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos electrónicos internos del autómata, así como a los dispositivos de entrada: 24 V DC, por ejemplo. En ocasiones, el autómata puede disponer de una batería conectada a esta fuente de alimentación, lo que asegura el mantenimiento del programa y algunos datos en las memorias en caso de interrupción de la tensión de red. Todo esto es lo que conforma un PLC pero no es completamente funcional sin un software y un hardware que lo haga funcionar. Estamos hablando de la programación, los periféricos y los dispositivos que se conectarán a las entradas y salidas, proporcionando la información necesaria. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 55 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.2.- SENSORES 4.2.1.- Sensores ópticos En el sistema que se ha propuesto en el Proyecto, es necesario instalar sensores ópticos en las cintas transportadoras para el control de los armarios eléctricos. En particular, los sensores de la marca OMRON, serie E3G-M y modelo E3G-ML79T-G. Su principal función es la detección de objetos en la cinta transportadora. El proceso que se sigue para ello es el siguiente: La fuente origina un haz luminoso que se refleja en una diana retroreflectiva, el cual debe detectar el receptor compuesto por un fotodiodo. Si el receptor no detecta este haz luminoso esto significa que se encuentra un objeto en el lugar donde está el sensor. Además de lo anterior los sensores ópticos pueden llevar lentes las cuales dirigen el haz de luz tanto en el emisor como en el receptor para restringir el campo de visión y así poder aumentar la distancia de detección. Para ver el conexionado de los sensores consulte el plano 8. El circuito de salida puede ser de varios tipos: Discretas o digitales Analógicas Seriales Figura 16.- Sensor Omron E3G ML79T-G. En este Proyecto tenemos que detectar la presencia de los objetos en ciertos lugares de las cintas transportadoras ya sea para saber que existe un objeto como su posición actual y así poder actuar en consecuencia. Dada esta necesidad utilizamos este tipo de sensores ya que es la manera más fácil y sencilla para detectar objetos entre dos puntos de un sistema. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 56 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Para solucionar las necesidades del Proyecto, hemos utilizado un sensor que emite un haz infrarrojo de 860nm, dado que este tipo de sensores tienen un gran porcentaje de luz emitida y hacen muy fácil la detección por el emisor. No hemos utilizado ningún tipo de lente en el sensor puesto que el objeto es grande y la distancia entre emisor-receptor y la diana no excede a 2000 mm. por lo que no habrá ningún problema para la detección de los armarios. De todos los tipos de sensores, hemos utilizado el sensor reflexivo en el cual el emisor y el receptor se colocan en el mismo sitio uno al lado del otro y en frente de ellos se coloca una superficie reflexiva, el haz de luz emitido choca contra el reflector para ser registrado por el receptor. En ese momento, si pasa un objeto impidiendo que el haz de luz llegue al receptor, se produce la detección. Figura 17.- Esquema de funcionamiento del sensor óptico. Características destacables de estos sensores: Emisor y receptor en la misma unidad Se emplea un reflector para reflejar la luz Se pueden detectar objetos aproximadamente a 10 metros No detectan objetos brillantes Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 57 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal En el Proyecto utilizaremos el sensor reflexivo puesto que así podemos utilizar el mismo conducto para el cableado del emisor y del receptor, reduciendo en gran medida la cantidad de cableado a utilizar. Aunque este sistema presenta problemas de detección en objetos brillantes, en el proceso de detección de los armarios eléctricos se realizará sin problemas ya que son objetos opacos y sin brillo. Aún así, la función de ajuste del área de detección permite detectar objetos brillantes de superficie irregular. Lógica de sensor y funcionamiento: La fuente de alimentación suministra la potencia necesaria para el funcionamiento del detector y en el regulador de voltaje se ajustan y mantienen los niveles de tensión utilizados por el resto de los bloques del sensor. El generador de pulsos suministra al led la señal modulada que permitirá la emisión de un haz discontinuo de luz que al chocar con un objeto regresa al fotodetector. La salida del fotodetector es amplificada y luego es comparada con la frecuencia de pulsos para verificar que la señal recibida provenga del led del detector, esto se hace en el integrador. El nivel de salida del integrador es chequeado en el detector de nivel de tal forma que la cantidad de luz recibida sea suficiente para activar o desactivar el sensor. Finalmente se encuentra el dispositivo de salida que corresponde a un sensor con salida discreta (tipo NPN, PNP, FET o MOSFET). La salida alimenta a la carga que es un transductor de acondicionamiento de señal. Es una medida de la cantidad de luz de la fuente de luz detectada por el receptor: 1. Si tenemos un “0 lógico” es que el sensor de luz no ha detectado nada entre emisor y receptor por lo que no tendremos objeto entre ambos. 2. Si tenemos un “1 lógico” es que el sensor de luz ha detectado un objeto entre emisor y receptor. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 58 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.2.2.- Finales de carrera Los finales de carrera van a tener una parte importante del Proyecto ya que formarán parte del puente de grúa y darán la información necesaria para saber dónde está situado el armario en cada momento. Se han elegido finales de carrera de la marca OMRON, serie D4B, concretamente el modelo D4B-4116N. Este tipo de sensor electromecánico tiene una resistente carcasa metálica y es apropiada para aplicaciones tanto seguras como estándares gracias a su mecanismo de apertura. Además, cuenta con un mayor rango de temperatura de funcionamiento y una mayor vida útil lo que le hace un candidato ideal para nuestro sistema ya que es un entorno exigente y cuenta con la máxima flexibilidad en el montaje y la conectividad. Características destacables: Mecanismo de apertura directa y aprobación por organismo cualificado Resistente carcasa metálica y mayor vida útil del interruptor mecánico (modelos de presión) Bloque de terminales de cableado directo Figura 18.- Sensor Omron D4B-4116N. Figura 19.- Esquema de formación de un final de carrera. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 59 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal El contacto de ruptura brusca (snap-action), permite una conmutación precisa y segura mediante el mecanismo de apertura positiva de los contactos. Este tipo de apertura impide errores de operación debidos a factores tales como deposiciones metálicas o soldadura de los contactos. Esta soldadura podría darse por la elevada temperatura en las que se encuentran a veces estos dispositivos (entornos agresivos) aunque tienen un rango de 120 ºC (desde -40 a 80). 4.2.3.- Sensores de temperatura y humedad relativa Para el sistema de imprimación y pintura necesitaremos contar con sensores que nos midan la temperatura y la humedad relativa en cada una de las cabinas. Se han elegido sensores de la marca NOVUS, serie N320, concretamente el modelo N322RHT. Características destacables: Posee dos salidas de control del tipo relé que pueden ser configuradas independientemente para actuar como control o alarma Está protegido por una cápsula en poliamida El cable cuenta con 3 metros de longitud Interfaz RS485 Display alterno entre temperatura y humedad Totalmente configurable. El tiempo entre una indicación y otra puede ser configurada por el usuario. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 60 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Figura 20.- Sensor Novus N322RHT. 4.2.4.- Alimentación de sensores Para la alimentación de los sensores necesitaremos una fuente de alimentación que pasa los 230 V de corriente alterna o continua a 24 V o 12 V respectivamente. El que emplearemos en el Proyecto va a ser un alimentador de la marca AVALVA y modelo 3534 electrónico variable con un rango entre 3 V y 12 V. La corriente máxima soportada por este tipo de sensores son 3 A pero, por seguridad, la fuente solo da un máximo de 1 A. Además, incorpora un circuito de protección contra sobrecarga y exceso de temperatura. Además incorpora diferentes conectores para flexibilizar posibles cambios. Entre ellos están los siguientes: o 3,5 mm o 5,5 x 2,1 mm o 5,5 x 2,5 mm o 3,5 x 1,35 mm o 1,7 mm o 2,35x0,75 mm Figura 21.- Transformador Avalva 3534. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 61 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.3.- ACTUADORES NEUMÁTICOS Como definición podemos decir que un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula. Este es el sistema que utilizaremos para el empuje de los armarios y para el cambio de dirección de los mismos. La mesa giratoria incluye un motor neumático y los cilindros encargados del empuje de dichos armarios son de doble efecto. Por tanto, hemos elegido un cilindro de la marca NORGREN, serie ISO/VDMA RA/8000/M, concretamente el RA/8063/M/200. Este cilindro industrial es muy robusto y fiable, que son dos de las características que requerimos Proyecto. para nuestro Además, soporta elevadas temperaturas (entornos entre -20 ºC y 80 ºC) y puede realizar distintos modos de funcionamiento. Figura 22.- Cilindro Norgren RA/8063/M/200. 4.4.- PCs INDUSTRIALES. 4.4.1.- HMI. Interfaz hombre-máquina. Una interfaz Hombre-Máquina o HMI ("Human Machine Interface") es el dispositivo o aparato que presenta los datos de un proceso de manera visual a un operador humano y a través del cual éste controla el proceso. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 62 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Lo podemos encontrar en dispositivos especiales como paneles de operador o como un ordenador. Los sistemas HMI en ordenadores se los conoce también como software de monitorización y supervisión. Las señales del proceso son conducidas al HMI por medio de dispositivos como tarjetas de entrada/salida en el ordenador, PLCs, PACs, RTU o DRIVERs. El aumento de la complejidad en los procesos y las mayores exigencias de funcionalidad, hacen imprescindible una máxima transparencia. De ahí la importancia de la HMI. Este sistema se encarga de: ● Representar procesos: El proceso se representa en el panel de operador. Si se modificara por ejemplo un estado en el proceso, se actualizará la visualización en el panel de operador. ● Controlar procesos: El operador puede controlar el proceso a través de la interfaz gráfica. El operador es capaz de especificar un valor teórico para el autómata entre otras opciones. ● Emitir avisos: Si durante el proceso se producen estados de fallo en el sistema, se emite un aviso. ● Archivar valores de proceso y avisos: El HMI puede archivar avisos y valores durante el proceso. De esta forma se puede seguir inequívocamente el proceso y, si se necesita más adelante, se pueden obtener datos antiguos de producción. ● Documentar valores de proceso y avisos: También permite visualizar avisos y valores de proceso en informes. De este modo podrá emitir los datos de producción una vez finalizado el turno. ● Administrar parámetros de proceso y parámetros de máquina: El sistema HMI permite almacenar los parámetros de proceso y de máquina en recipientes que luego se pueden transferir, por ejemplo, desde el panel de operador al autómata en un solo paso para que la futura producción se migre a otra gama de productos. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 63 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.4.2.- Selección del PC Industrial Es necesario un PC que tenga puerto serie para conectarlo al autómata o puertos USB. La alimentación de éste serán 230 Vac. El software del PC servirá para el seguimiento correcto del funcionamiento de la producción. En este caso se elegirá un SIMATIC Panel IPC 577C para la completa automatización de la planta. 4.4.3.- SIMATIC HMI Gracias a su elevada compatibilidad industrial, los SIMATIC Panel PCs son aptos tanto para instalación en armarios eléctricos, pupitres y cuadros o tableros como para montaje directo en la máquina. Los campos de aplicación típicos se encuentran en la automatización manufacturera y de procesos industriales como es nuestro caso. Existe una gran variedad de PCs debido a la gran variedad de requisitos que existe. Éstos quedan cubiertos por un amplio abanico de SIMATIC Panel PCs potentes y robustos. Funcionalidad industrial Componentes y elementos de alta calidad con un amplio MTBF (mean time between failure), que garantizan 24 h de funcionamiento incluso en el rango de temperatura ampliado. Gran resistencia a choques y vibraciones de los equipos gracias a características especiales como suspensión amortiguada del disco duro, conectores bloqueados e inmovilizadores de tarjetas. Caja robusta con elevada compatibilidad electromagnética (CEM) y fuentes de alimentación industriales integradas (también según NAMUR). Diseño mecánico que facilita al máximo las labores de modificación y servicio técnico. Pantallas brillantes y de alto contraste de diferentes tamaños. Dimensiones de montaje frontales idénticas y diseño uniforme en todas las gamas. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 64 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Frentes robustos, protegidos contra el polvo, la humedad y las sustancias químicas (grados de protección por el frente IP65 / NEMA 4). Figura 23.- Existen diferentes sistemas HMI. Alta compatibilidad industrial Todo el diseño está concebido para uso en el duro entorno industrial. Así, una suspensión especial del disco duro que absorbe las vibraciones asegura un servicio fiable, incluso con esfuerzos mecánicos elevados. Con ello, los SIMATIC Panel PC han sido concebidos para una resistencia a vibraciones en y una resistencia a choques en servicio. Potencia a la medida El uso de los más avanzados procesadores Intel con tecnología de ULV (Ultra Low Voltage) a Core 2 Duo hace que los SIMATIC Panel PC tengan una escalabilidad flexible para su aplicación. Capacidad de procesamiento escalable Máxima capacidad de procesamiento Tecnología de procesadores Intel de última generación Doble núcleo, ULV Seguridad para las inversiones La continuidad de los componentes y la disponibilidad de repuestos por un período de hasta 5 años después del cierre de la producción quedan garantizadas, por ejemplo, gracias a placas madre de desarrollo y fabricación propios. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 65 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal Esto facilita el desarrollo de máquinas concebidas con proyección de futuro, ya que no es necesario volver a repetir la ingeniería. El diseño que facilita el servicio técnico El diseño de los equipos permite ampliar su dotación y cambiar componentes con toda facilidad. Las interfaces integradas Las distintas interfaces ya integradas ofrecen grandes posibilidades de comunicación y ampliación. La mayoría de modelos están equipados con interfaces Gigabit Ethernet y PROFIBUS DP/MPI. La ampliabilidad Para la ampliabilidad individual, algunos modelos cuentan con slots ISA, PCI, PCI Express, PC/104-Plus y PC/104. Esto permite seguir utilizando las antiguas tarjetas y también las más modernas tarjetas de ampliación. Construcción compacta Considerando la capacidad de ampliación requerida, los SIMATIC Panel PCs tienen un calado mínimo, por lo que se pueden utilizar en espacios muy reducidos. Las opciones Sus múltiples opciones permiten desarrollar soluciones individuales para cada aplicación industrial. Así, por ejemplo, el panel de mando se puede separar hasta 30 metros de la unidad central. El módulo de teclas directas incrementa la seguridad de funcionamiento pudiendo manejar directamente, a través de PROFIBUS DP/MPI, el proceso de forma independiente al sistema operativo y sin ningún tipo de retardo. Disponibilidad del sistema ampliable de forma individual Configuración RAID1, alta seguridad contra paradas improductivas gracias a almacenamiento redundante de los datos. SIMATIC PC DiagMonitor, vigilancia de los estados operativos y aviso temprano de averías tanto a nivel local como de red. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 66 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal SIMATIC PC/PG Image & Partition Creator, minimización de los paros improductivos gracias al backup preventivo de los datos. Fuente de alimentación ininterrumpida (SAI) SITOP y Masterguard, para superar cortes de tensión. 4.4.4.- SIMATIC HMI IPC577C El Panel PC elegido para este Proyecto es el de la marca SIEMENS, serie SIMATIC HMI y modelo IPC577C con un tamaño de 19”. 4.4.4.1.- Descripción Es mucho más fuerte y duradero que sus predecesores, los paneles 577 y 577B. Puedes elegir entre diferentes CPUs como tan bien diferentes configuraciones de almacenamiento. El IPC577C es la solución calidad-precio para multitud de aplicaciones industriales. 4.4.4.2.- Áreas de aplicación El interfaz SIMATIC HMI IPC577C está diseñado para aplicaciones cercanas a la máquina, donde la combinación de la fuerza y la confiabilidad es tan importante como un precio atractivo. Para operaciones realizadas en la pantalla, dispondremos de una “touch-screen” de 19” que además de proporcionar la funcionalidad estándar se puede ampliar a través de las opciones de WinCC flexible. 4.4.4.3.- Ventajas Precio muy atractivo Carcasa duradera de metal Alta compatibilidad electromagnética Garantía de 5 años después de la venta Centros de servicio a nivel mundial Suministro de dispositivos compatibles en el entorno según acuerdo con los directivos de RoHS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 67 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal 4.4.4.4.- Diseño y funciones Con su atractivo precio-calidad y su funcionalidad intentado y probado, toda la gama IPC577C es el producto ideal dentro de las clases de paneles PC industriales. Gracias a su alta compatibilidad electromagnética, el HMI IPC577C es idóneo para aplicaciones a pie de máquina. Dependiendo del entorno de trabajo, puede conectarse a un PROFIBUS o a un PROFINET que le permite la construcción de una línea-topología de trabajo. Figura 24.- Características técnicas del Simatic HMI IPC577C. 4.5.- SETA DE EMERGENCIA La seguridad de la planta es un aspecto prioritario para cualquier planta automatizada. Colocaremos setas de emergencia para cada una de las partes diferenciadas de los procesos, es decir, una para el galvanizado de los armarios y otra para el sistema de pintura y secado. Además de tener una cada elemento de trabajo. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 68 4.- SISTEMA DE CONTROL Rafael P. Belmar Leal La marca elegida es EPROM y el modelo el PQ01C4N. Tendrá una única función y será la total parada del proceso que se esté llevando a cabo y solo en casos de extrema necesidad. Esta seta en concreto, incluye llave de seguridad para su desenclavamiento. Será un interruptor NC (normalmente cerrado) con un enclavamiento especial y se abrirá (NA) cuando se pulse la seta. Este tipo de sistemas son muy importantes ya que su finalidad es la de participar activamente en la seguridad del personal, del equipo y del material. El color de la caja es amarillo-negro y el de la seta es rojo. (Consultar Anexo III). Figura 25.- Seta de emergencia Eprom PQ01C4N. Nota: También se ha descrito en el apartado de seguridad y salud, ya que tiene que ver con las medidas de salubridad de los trabajadores. 4.6.- ALARMA Utilizaremos un avisador acústico y lumínico de la marca PATLITE, serie RFV y modelo RFV-220F-R. Podemos decir que es una combinación muy eficaz entre una baliza luminosa y una unidad de alerta con sonido programable en MP3. Entre algunas características, destacar que tiene una vida útil muy larga y un mantenimiento mínimo y su bombilla de LED proporciona un consumo bajo. Incluye muchas funcionalidades extra, como la grabación de un mensaje para ser difundido por el dispositivo o un atenuador de decibelios para las horas nocturnas. Figura 26.- Alarma Patlite RFV-220F-R. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 69 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal 5.- COMUNICACIONES Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 70 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Capítulo 5 COMUNICACIONES 5.1.- REDES DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL 5.1.1.- Buses de campo. Definición. Es un sistema de transmisión de datos que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción. El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20mA. Típicamente son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs/PACs, transductores, actuadores y sensores. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, que lo convierte en un dispositivo inteligente. Cada uno de estos elementos será capaz de ejecutar funciones simples de diagnóstico, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus. Algunos ejemplos de este tipo de buses son el AS-interface, Modbus, CAN y PROFIBUS. 5.1.2.- Buses de campo. PROFIBUS. El bus de campo PROFIBUS (PROcess FIeld BUS), es un estándar o sistema abierto independiente del fabricante que se inicia con un proyecto de 21 empresas e institutos alemanes en el año 1987. Éste sistema especifica las características técnicas y funcionales de un sistema basado en un bus de campo serie en el que controladores digitales descentralizados pueden ser conectados entre sí desde el nivel de campo al nivel de control. Se distinguen dos tipos de estaciones: Maestras: Determinan la comunicación de datos sobre el bus. Puede enviar mensajes sin una petición externa cuando posee el control de acceso al bus (el testigo). Los maestros también se denominan estaciones activas en el protocolo PROFIBUS. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 71 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Esclavas: Son dispositivos periféricos es decir, de E/S, válvulas, actuadores y transmisores de señal. No tienen el control de acceso al bus y sólo pueden recibir mensajes o enviar mensajes al maestro cuando son autorizados para ello. También son denominados estaciones pasivas, por lo que sólo necesitan una parte del protocolo del bus. También es posible trabajar en PROFIBUS en modo multimaestro en el cual todos los dispositivos pueden actuar, cuando les llega el testigo o “token”, como maestros del bus. La configuración mínima es una de las siguientes: 1) Dos estaciones maestras 2) Una estación maestra y una esclava Posibles topologías: Estrella Línea Rama Árbol Elementos del bus: 1) Nodos: Son elementos esenciales del Bus. Pueden ser: Activos: son nodos que pueden actuar como maestro del bus tomando enteramente el control de éste. Pasivos: son nodos que únicamente pueden actuar como esclavos y no tienen capacidad de control sobre el bus. Se comunican con los nodos activos mediante un mecanismo de pregunta-respuesta pero nunca entre ellos. 2) Repetidores: Simples transceptores bidireccionales para generar la señal (amplificadores) Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 72 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Algunas características a destacar: PROFIBUS es actualmente el líder de los sistemas basados en buses de campo en Europa y está globalizado a nivel mundial Estándar europeo EN 50 170 Empleado para interconexión de dispositivos de campo de entrada/salida simples con PLCs y PCs Amplio rango de aplicaciones en automatización de fabricación, procesos y construcción Puede ser usado tanto para transmisión crítica en el tiempo de datos, a alta velocidad, como para tareas de comunicación extensas y complejas Existen tres versiones compatibles que componen la familia PROFIBUS; FMS (Mensajes de Especificaciones del Bus de Campo), DP (Periferia Descentralizada) y PA (Automatización de Procesos) Figura 27.- Esquema de la jerarquía del Profibus. La transmisión más frecuente utilizada por PROFIBUS es DP/FMS (también conocida como transmisión H2). Su área de aplicación incluye todas las áreas que requieren alta velocidad de transmisión e instalación sencilla. Tiene la ventaja de que futuras ampliaciones no afectan a las estaciones que ya están en funcionamiento. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 73 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Algunas características son: Velocidad de transmisión entre 9.6 común para todo el bus a 12 seleccionando una Estructura de red lineal con par trenzado Conexión máxima de 32 estaciones sin repetidor (127 con repetidor) La longitud máxima del cable depende de la velocidad de transmisión Figura 28.- Relación de la velocidad (Kbit/s) con la distancia (m). En el pasado era muy normal la utilización de buses de campo incompatibles entre marcas. Afortunadamente en la actualidad todos los sistemas responden a unas características estándares. Por tanto, el usuario no está “atado” a un único vendedor y es capaz de seleccionar el producto que mejor se adapte a sus necesidades dentro de una amplia gama. 5.1.3.- Implementando PROFIBUS en nuestro sistema En el sistema de galvanizado y pintura se ha configurado una red PROFIBUS. De esta manera se consigue que el proceso se realice de manera completamente automatizada y sin paradas para un galvanizado y pintado en cadena de armarios eléctricos listos para su posterior recogida y montaje. Todo el proceso se realizará de manera unitaria y permitirá al SCADA la gestión de dicha producción. Recordemos que utilizamos esta red ya que es un estándar EN 50170 y es válido para todos los equipos aunque que sean de diferentes marcas. Para poner en marcha la red PROFIBUS, es totalmente necesaria la utilización de la herramienta software de configuración. En este caso ese software será con WinCC Flexible. El software nos permite: Determinar la topología de la red, es decir, asignación de los esclavos a su respectivo maestro Definir los datos de parametrización del maestro Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 74 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Determinar el intercambio de datos Configuración de los parámetros del bus, como velocidad y temporizaciones Descarga de la configuración al dispositivo maestro Entre los diversos protocolos que hay, se ha optado por utilizar el protocolo PROFIBUS DP (Periferia Descentralizada), lo que significa que existe un sólo maestro (maestro PROFIBUS) del que dependen los esclavos. El PC SIMATIC HMI IPC577C será el maestro del sistema (Máster) mientras que los dos PLCs serán los esclavos (Slaves). Colocaremos un interface RS 485 para nuestro sistema. Concretamente, de la marca SIEMENS, modelo 6XV1830-0EH10. Es un cable de tipo bifilar trenzado y apantallado con sección circular. Además, funciona con diferencias de tensión. Por eso, es menos sensible a las interferencias que un interface de tensión o de corriente. Figura 29.- Cable de Profibus y detalle de sección. Algunas características de estos cables son: Gracias al doble apantallado son particularmente aptos para tendido en entornos industriales con interferencias electromagnéticas Concepto de puesta a tierra homogéneo realizable a través de la pantalla exterior del cable de bus y los bornes de puesta a tierra de los terminales de bus Marcas impresas cada metro Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 75 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal 5.1.4.- Comunicaciones PLC - HMI 5.1.4.1.- Siemens S7-200. Red PPI. La comunicación PPI sólo es posible en esta marca y con el autómata de Siemens S7-200. Es una conexión PPI, es decir, enlace punto a punto. El panel del operador es el maestro y el autómata actúa de esclavo. Los maestros pueden enviar una petición a otros dispositivos, en cambio, los esclavos solo pueden responder a las peticiones de los maestros, sin poder lanzar una petición por cuenta propia. Figura 30.- Cable PPI RS485 a RS232. Al panel de operador puede conectarse como máximo un autómata SIMATIC S7-200. El panel de operador se conecta a través del puerto serie de la CPU. A un autómata SIMATIC S7-200 pueden conectarse varios paneles de operador aunque sólo puede establecer un enlace a la vez. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 76 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal La función que desempeña el cable de la figura 26 es la de transformar RS485 en RS-232, es decir, transforma el interface PPI (Point to Point Interface) del autómata en RS-232 para comunicación con el PC. 5.1.4.2.- Schneider Electric Modicon Premium TSX P5710 La conexión de este autómata es distinta a la del S7-200. El conector terminal del procesador Premium es un enlace RS 485 no aislado formado por dos conectores mini DIN de 8 puntos (8 pin connector). Estos dos conectores, funcionalmente idénticos, se encuentran en el procesador y están señalados como TER y AUX. Esto es una gran ventaja ya que permiten conectar físicamente al mismo tiempo dos equipos, como por ejemplo, un terminal de programación y una consola HMI. Figura 31.- Cable Mini DIN 8 puntos a RS485. El conector TER permite la alimentación de un equipo pasivo (cable convertidor RS 485/RS 232) mientras que el terminal AUX no permite alimentar equipos externos y es usado para elementos con alimentación propia. El conector terminal funciona de forma predeterminada en la modalidad UNITELWAY maestro. Por medio de la configuración, es posible pasar a la modalidad UNI-TELWAY esclavo que es la que nos interesa en nuestro sistema. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 77 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal 5.1.5.- Comunicación del PC con el entorno del sistema Si fuera necesario enviar un programa creado en el PC mediante WinCC Flexible a la pantalla SIMATIC HMI IPC577C, lo haríamos mediante un cable del estándar RS-232 como el explicado anteriormente en cada caso. A su vez, y de la misma manera, para enviar un programa realizado en Step 7 MicroWin (en el caso de Siemens) o PL7 Pro (para SE - Telemecanique), utilizaríamos el mismo estándar. 5.2.- SCADA El acrónimo SCADA corresponde a la abreviatura “Supervisory Control And Data Acquisition”, es decir, adquisición de datos y supervisión de control. Un sistema SCADA es un software de aplicación especialmente diseñado para funcionar sobre ordenadores de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos, autómatas programables, etc.) y controlando todo el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador. Además, provee de toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. Figura 32.- Captura de un sistema SCADA. Hay multitud de productos SCADA en el mercado. En general, podemos clasificarlos en dos grupos: 1) Específico de cada fabricante: donde el software está específicamente hecho para sus propios productos (por ejemplo, CX-Supervisor de Omron, WinCC de Siemens, etc.) 2) Genérico, válido para productos de distintos fabricantes. Necesita de software adicional para la realización de las comunicaciones (por ejemplo, InTouch, LabView, etc.) Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 78 5.- COMUNICACIONES Rafael P. Belmar Leal Un SCADA constará de una ventana de edición, desde la cual se va realizando la programación de todas las ventanas de la aplicación con todos sus condicionantes. En nuestro caso el software a utilizar es WinCC Flexible. Con este software podremos: Crear proyectos y el sistema que más nos convenga para nuestra producción Crear las variables internas o externas que nos hagan falta Creación de imágenes para hacer más rápida y sencilla la visualización y tarea del operario Personalización (cambios de tamaño, movimiento, etc.) y animación de imágenes o botones creados Cambios de color y visibilizar o no objetos según el valor de una variable booleana (tipo bit) Programación de acciones Creación de gráficas, tablas de valores, etc. El sistema Scada, como tal, no se desarrolla en este Proyecto. Sin embargo podemos decir que mediante dicho software se podría elegir entre diferentes colores para pintar los armarios, cambiar el número predeterminado de armarios a producir, hacer un seguimiento del proceso entre otras muchas cosas. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 79 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 80 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Capítulo 6 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA En el presente capítulo se va a describir de manera detallada el automatismo del presente Proyecto. Estará dividido en dos partes diferenciadas; En primer lugar se detallará el sistema de galvanizado y en segundo lugar, el sistema de imprimación y pintura. 6.1.- SISTEMA DE GALVANIZADO Nos llegarán los armarios desde la zona de ensamblado (No reflejado en este Proyecto). El proceso que se sigue para galvanizarlas es el siguiente: El sistema de ensamblado enviará una señal al maestro Profibus avisando de que ya está mandando el primer armario. En ese momento y cuando éste se sitúe sobre el sensor de la cinta transportadora, empezará el proceso. El primer sensor que detecta en la cinta de entrada es el final de carrera 7 (FC7). Éste detectará que ha llegado un objeto y generará una señal que hará activar de manera inmediata a la grúa. La posición 1 vendrá dada por ser la posición base o inicial de la grúa. Posteriormente, irá colocándose en las posiciones 2 (baño de desengrase), 3 (baño de aclarado), 4 (baño de galvanizado) y por último en la posición 5, donde depositará el armario en la cinta de salida que comunica con la cinta (1) perteneciente a la zona de imprimación y pintura. Los tiempos en las transiciones de la grúa son de 2 segundos para el movimiento básico de la misma, 4 segundos para la colocación de los armarios en cada uno de los baños y 3 segundos para que la cinta de salida se lleve el armario. Por tanto, el proceso sigue cuando la grúa baja a recogerlo y activa el electroimán que está en el extremo de la grúa. El armario será elevado a lo alto del puente y lo llevará al primer tanque con el líquido de desengrase (Posición 2). Una vez ahí, estará un breve tiempo introducido. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 81 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Al terminarse el tiempo, la grúa elevará el armario y se dirigirá a la tercera posición. De igual forma, la grúa bajará el armario para darle un baño de aclarado. Tras otro breve tiempo, la grúa la subirá y se colocará en la cuarta posición. Por último, vuelve a bajar y le dará el último baño de galvanizado. Después de un breve tiempo, vuelve a subir y se situará en la quinta y última posición, en la cual se posiciona, desciende y deposita el armario. En ese momento, desactivará el electroimán, activándose la cinta de salida. Cuando se activa esta cinta, el contador de armarios aumenta en 1 su valor. Al llegar a las 200 unidades, el sistema se detiene, esperando la señal del Profibus perteneciente a la zona de ensamblado. Si aún no se ha llegado a las 200 unidades, se seguirá con el proceso y la cinta entrega el armario con los 3 baños a la zona de imprimación y pintura. Se hace mediante una señal del maestro Profibus para que active el sistema de entrada de la cinta (1) perteneciente a dicha zona. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 82 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.1.1.- Variables del sistema Entradas: Símbolo Dirección Descripción PM I0.0 Puesta en marcha Fc1 I0.3 Final de carrera grúa bajada Fc2 I0.4 Final de carrera grúa levantada Fc3 I0.5 Final de carrera de la posición 1 (Inicial) Fc4 I0.6 Final de carrera de la posición 2 Fc5 I0.7 Final de carrera de la posición 3 Fc6 I1.0 Final de carrera de la posición 4 Fc7 I1.2 Final de carrera cinta de entrada Fc8 I1.1 Final de carrera de la posición 5 (Final) Tabla 2.- Entradas en el sistema de galvanizado. Salidas: Símbolo Dirección Descripción Ct1 Q0.0 Cinta de entrada al sistema Ct2 Q0.1 Cinta de salida del sistema Mt1a Q0.2 Motor de avance de la grúa Mt1r Q0.3 Motor de retroceso de la grúa Mt2s Q0.4 Motor de subida de la grúa Mt2b Q0.5 Motor de bajada de la grúa E_Imán Q1.0 Electroimán potente encargado del levantado de los armarios y su posterior depositado Tabla 3.- Salidas en el sistema de galvanizado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 83 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Marcas y Variables: Símbolo Dirección Descripción MPM M2.0 Marca auxiliar de puesta en marcha CNC M2.1 Marca auxiliar que controla la detención del sistema Aux1 M0.0 Marca auxiliar del temporizador 37 Aux2 V0.0 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux3 V0.1 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux4 V0.2 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux5 V0.3 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux6 V0.4 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux7 V0.5 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux8 V0.6 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux9 V0.7 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux10 V1.0 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux11 V1.1 Variable auxiliar que activa el temporizador 52 Aux12 V1.2 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux13 V1.3 Variable auxiliar para evitar la repetición de estados Aux14 V1.6 Variable auxiliar para activar el Electroimán Aux15 V1.7 Variable auxiliar para que reinicia el temporizador 38 e inicia el motor Tabla 4.- Marcas y Variables en el sistema de galvanizado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 84 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Contadores: Símbolo Dirección Cont_0 C0 Descripción Contador de número de armarios. Su máximo está prefijado en 200 armarios. Tabla 5.- Contador en el sistema de galvanizado. Temporizadores: Símbolo Dirección Descripción T_0 T37 2 segundos para bajar la grúa T_1 T38 4 segundos activar el electroimán y el motor de subida T_2 T40 2 segundos para el avance de la grúa T_3 T41 2 segundos para bajar la grúa T_4 T42 4 segundos para subir la grúa T_5 T43 2 segundos para avance de grúa T_6 T44 2 segundos para bajar la grúa T_7 T45 4 segundos para subir la grúa T_8 T46 2 segundos para avance de grúa T_9 T47 2 segundos para bajar la grúa T_10 T48 4 segundos para subir la grúa T_11 T49 2 segundos para avance de grúa T_12 T255 2 segundos para bajar la grúa T_13 T51 4 segundos para desactivar el electroimán T_14 T52 2 segundos para subir la grúa T_15 T53 2 segundos para el retroceso de la grúa T_16 T60 3 segundos para desactivar la cinta de salida Tabla 6.- Temporizadores en el sistema de galvanizado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 85 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.1.2.- Diagrama de flujo para el puente de grúa Inicio ¿Está la grúa colocada al inicio del puente (Posición 1)? No Si ¿Hay armario esperando? No Activo cinta de entrada Si Baja la grúa Activa el electroimán ¿Han pasado 4 segundos? No Si Sube la grúa ¿Está la grúa en posición 1 y han pasado 2 segundos? No Si Grúa a posición 2 Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 86 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal ¿Está la grúa en posición 2 y han pasado 2 segundos? No Si Baja la grúa ¿Han pasado 4 segundos? No Si Sube la grúa ¿Está la grúa en posición 2 y han pasado 2 segundos? No Si Grúa a posición 3 ¿Está la grúa en posición 3 y han pasado 2 segundos? No Si Baja la grúa ¿Han pasado 4 segundos? No Si Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 87 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Sube la grúa ¿Está la grúa en posición 3 y han pasado 2 segundos? No Si Grúa a posición 4 ¿Está la grúa en posición 4 y han pasado 2 segundos? No Si Baja la grúa ¿Han pasado 4 segundos? No Si Sube la grúa ¿Está la grúa en posición 4 y han pasado 2 segundos? No Si Grúa a posición 5 Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 88 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal No ¿Está la grúa en posición 5 y han pasado 2 segundos? Si Baja la grúa ¿Han pasado 4 segundos? No Si Desactiva el electroimán ¿Han pasado 2 segundos? No Si Sube la grúa ¿Está la grúa en posición 5 y han pasado 2 segundos? No Si Retrocede la grúa al inicio Activo cinta de salida Contador de armarios + 1 ¿Han pasado 200 armarios? Si Detención del sistema No Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 89 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal ¿Han pasado 3 segundos? No Si Desactivo cinta de salida Inicio Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 90 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.2.- SISTEMA DE IMPRIMACIÓN, PINTURA Y SECADO Cuando la grúa deposita el armario entra en funcionamiento el sistema de pintura. Este sistema se compone de tres grupos de trabajo: El primer grupo estará compuesto por el puesto de imprimación y de pintura. Estos puestos están suficientemente separados para que el armario que se introduzca en el último horno de un margen para la llegada del siguiente armario al primer horno (cuyo contador ya se habrá inicializado y permitirá el paso de nuevo a éste. El segundo grupo vendrá dado por la llegada de los armarios en la cinta (1) y su posterior introducción en sus respectivos hornos. Además, este grupo estará dividido en otros cuatro subgrupos con cintas independientes. En el tercer grupo, se procederá a la recogida de los armarios. El sistema emite una salida para que el sistema de recogida independiente junte hasta un máximo de 200 armarios, que será el lote pensado y propuesto en un principio para la producción. GENERALIDES: Este sistema está pensado para la realización de lotes de 200 armarios haciendo por cada horno 50 de éstos. Si se quisiera realizar otro lote de 200 armarios, un operario tendría que seleccionarlo en el HMI y se pondría de nuevo en marcha el sistema desde el sistema de galvanizado. La alimentación de armarios tiene la condición de que dos armarios han de llegar (con el proceso en marcha), al puesto de imprimación y de pintura de manera simultánea. Si por cualquier motivo (ya sea externo o interno al proceso), no se diera dicha condición se produciría un error de la cadena de montaje y se dispararía de manera inmediata la alarma. Para volver al proceso habitual, el Profibus debe de volver a mandar la orden de comienzo. Esta operación solo se podrá hacer 5 segundos después de saltar la alarma. Las alarmas del proceso de pintura que sean activadas en el transcurso de la producción solamente sonarán durante 5 segundos para comodidad de los trabajadores y por motivos de seguridad para que se encarguen de identificar y solucionar el problema. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 91 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Para limitar el proceso a 16 entradas, se ha optado por la comprobación únicamente del depósito de la cabina de pintura. Para futuras ampliaciones, sería necesario aumentar el número de entradas y salidas disponibles. PRIMER GRUPO: Imprimación y pintura. Para la inicialización del proceso será necesario que el Profibus de la señal pertinente al sistema. Ésta se dará cuando el armario procedente de la zona de galvanizado haya entregado un armario a este sistema. En ese momento se activará la cinta (1) y el primer armario se desplazará hasta que el sensor (A) lo detecte. La cinta (1) se detendrá y se le aplicará el sistema de imprimación. El sensor de humedad y temperatura relativa (B) permitirá el baño hasta que se alcancen los valores que le introduzcamos por la interfaz gráfica. En el momento que se den los valores de humedad y temperatura elegidos en el interior de la cabina, éste sensor se activará y a su vez, confirmará que se habrá terminado el proceso de imprimación y reanudará la marcha de la cinta (1) hasta llegar el armario al sensor (C) y paralelamente llega de manera simultánea otro armario al sensor (A) (Figura 33). En el caso de que no ocurriera así, el proceso se detendría y saltaría una alarma para que un operario identifique el problema en la cadena de producción (colocando el armario en su sitio y mandando la orden de marcha de nuevo por Profibus). De no haber fallo, la cinta (1) se pararía y comprobaría el nivel de pintura (si no hubiera un nivel mínimo saltaría la alarma, se pararía el proceso y no se reanudaría hasta que el depósito sea rellenado). Si hay pintura, se activan de forma paralela ambos puestos (pintura e imprimación). La cinta 1 volverá a activarse cuando se compruebe que ambos puestos han finalizado sus cometidos (detección por medio de los sensores D y B). Cuando se haya acabado el lote de 200 armarios, se quedará durante 1 minuto más la cinta (1) en movimiento para asegurarnos que el último armario llega a la zona de secado. Para un nuevo lote será necesario que el Profibus envíe la señal de preparado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 92 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal SEGUNDO GRUPO: Hornos de secado. Con la puesta inicial, se activarán las cintas I, J, K, L y los hornos de secado (compuesto por 4 entradas con sus respectivas cintas). Los armarios serán introducidos en sus correspondientes cintas para entrar al horno mediante el empuje de su cilindro neumático correspondiente y siendo previamente girado por la mesa neumática. La entrada a dichos hornos vendrá condicionada por un contador que ayudará a introducir cada armario por el accionamiento en escalera de los cilindros α, β, γ y δ. Los cilindros usados serán de doble efecto con un muelle para su retroceso, y estarán controlados por una electroválvula. Cuando el sistema ordene activar el cilindro neumático correspondiente, le será enviada una señal eléctrica a la electroválvula, que gracias a un compresor llenara el cilindro de aire comprimido hasta su final de carrera. Cuando el armario no se encuentre en la posición del sensor la electroválvula recibirá una señal para que cambie de posición, y permita la recirculación del aire en sentido opuesto para su recogido. Este proceso será similar en los 4 cilindros neumáticos usados. Cada armario se parará dentro del horno correspondiente durante 20 segundos. Pasado este tiempo se volverá activar la cinta para salir del puesto de secado. Cuando se haya acabado el lote de 50 armarios (por cinta), seguirá activada durante 10 segundos más para asegurarnos que el último armario llega a la zona de recogida. Para un nuevo lote será necesario que el Profibus envíe la señal de preparado. El puesto de secado se apagará con el último armario del lote, es decir con el armario número 50 que pase por el último horno (L). Cada puesto de secado admitirá 50 armarios con un máximo de 200 (es decir, 4x50 armarios). TERCER GRUPO: Recogida. Los armarios provenientes de la zona de secado irán entrando en la cinta (2), la cual está en funcionamiento desde la puesta en marcha del sistema, hasta llegar al sensor de recogida (M) que parará dicha cinta durante 10 segundos. En ese espacio de tiempo, el sistema de recogida de armarios procederá a la extracción de éstos hasta completar los 200. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 93 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.2.1.- Variables del sistema Entradas: Símbolo Dirección Descripción PM %I1.0 Puesta en marcha. Profifus. A %I1.1 Sensor óptico en el puesto de imprimación B %I1.2 Sensor de temperatura y humedad relativa en el puesto de imprimación C %I1.3 Sensor óptico en el puesto de pintura D %I1.4 Sensor de temperatura y humedad relativa en el puesto de pintura E %I1.5 Sensor óptico en la cinta I F %I1.6 Sensor óptico en la cinta J G %I1.7 Sensor óptico en la cinta K H %I1.8 Sensor óptico en la cinta L I %I1.9 Sensor óptico en el horno I J %I1.10 Sensor óptico en el horno J K %I1.11 Sensor óptico en el horno K L %I1.12 Sensor óptico en el horno L M %I1.13 Sensor óptico en la salida del sistema de pintura N %I1.14 Sensor óptico en el interior del depósito. Su función será informarnos de que no hay pintura disponible O %I1.15 Sensor óptico en el interior del depósito. Su función será informarnos de que hay pintura disponible Tabla 7.- Entradas en el sistema de pintura y secado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 94 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Salidas: Símbolo Dirección Descripción Cinta 1 %Q2.0 Cinta que va desde la alimentación hasta el inicio del puesto de secado, pasando por el puesto de imprimación y pintura Cinta I %Q2.1 Cinta perteneciente al horno I Cinta J %Q2.2 Cinta perteneciente al horno J Cinta K %Q2.3 Cinta perteneciente al horno K Cinta L %Q2.4 Cinta perteneciente al horno L Imprimación %Q2.5 Acciona la imprimación del armario Pintura %Q2.6 Hornos %Q2.7 Mesa giratoria I y cilindro neumático α Mesa giratoria J y cilindro neumático β Mesa giratoria K y cilindro neumático γ Mesa giratoria L y cilindro neumático δ Salida Acciona el pintado del armario Puesto para proceder al secado del armario %Q2.8 Se acciona para girar y empujar el armario hacia la cinta I %Q2.9 Se acciona para girar y empujar el armario hacia la cinta J %Q2.10 Se acciona para girar y empujar el armario hacia la cinta K %Q2.11 Se acciona para girar y empujar el armario hacia la cinta L %Q2.12 Se activa la salida del armario Sirena %Q2.13 Cinta2 %Q2.14 Se activa la sirena durante 5 segundos en el caso de que no haya pintura o de que no lleguen armarios de manera correcta Cinta que va desde la salida del puesto de secado hasta el sensor M, punto de recogida de los armarios Tabla 8.- Salidas en el sistema de pintura y secado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 95 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Temporizadores: Símbolo Dirección Descripción Temp_Error X5.T>=50 Temporizador que se activa si los armarios no entran a la vez en los respectivos puestos Sirena 1 X9.T>=50 La sirena estará sonando durante 5 segundos Temp_Cinta 1 X14.T>=300 Temp_I X18.T>=200 Cuando acabe el proceso de pintura para el último armario del lote la cinta 1 estará 30 segundos activada para asegurarnos de que el cilindro correspondiente la lleva a zona de secado. Se activará durante 20 segundos para que se proceda al secado en el horno I X22.T>=200 Se activará durante 20 segundos para que se proceda al secado en el horno J Temp_K X26.T>=200 Se activará durante 20 segundos para que se proceda al secado en el horno K Temp_L X30.T>=200 Se activará durante 20 segundos para que se proceda al secado en el horno L Temp_J Temp_M X33.T>=100 Sirena 2 X34.T>=50 Temp_I2 X35.T>=100 Temp_J2 X36.T>=100 Temp_K2 X37.T>=100 Temp_L2 X38.T>=100 Se activa cuando el armario llega al sensor M y la cinta 2 se para. Al transcurrir 10 segundos, la zona de recogida retirará el armario y se pondrá de nuevo en marcha La sirena estará sonando durante 5 segundos Dejamos 10 segundos la cinta activada de margen para que el último armario pase a la cinta 2 Dejamos 10 segundos la cinta activada de margen para que el último armario pase a la cinta 2 Dejamos 10 segundos la cinta activada de margen para que el último armario pase a la cinta 2 Dejamos 10 segundos la cinta activada de margen para que el último armario pase a la cinta 2 Tabla 9.- Temporizadores en el sistema de pintura y secado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 96 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Contadores: Símbolo Dirección Descripción Pintura e Imprimación %C0.V (0 a 200) Mientras el contador registre menos de 200 armarios se sigue ejecutando el proceso normalmente. Orden de secado %C1.V (0 a 2) Contador para saber en qué horno introducir el armario Horno I %C2.V (0 a 50) Si el contador está por debajo de 50 sigue su proceso normal Horno J %C3.V (0 a 50) Si el contador está por debajo de 50 sigue su proceso normal Horno K %C4.V (0 a 50) Si el contador está por debajo de 50 sigue su proceso normal Horno L %C5.V (0 a 50) Si el contador está por debajo de 50 sigue su proceso normal Salida %C6.V(0 a 200) Cuenta los armarios que van a la zona de recogida Tabla 10.- Contadores en el sistema de pintura y secado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 97 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Sensores y actuadores empleados: Actuadores: Cilindros neumáticos: Usaremos 4 cilindros neumáticos de doble efecto y mesas giratorias que serán activados por una electroválvula al mandarle la señal el sensor correspondiente. Sirena: Sistema de alarma que se activará durante el tiempo programado para el aviso de errores en la producción. Imprimación: Cabina para proceder a darle una capa de imprimación que ayudará a la adherencia de la pintura en proceso siguiente (pintura). Pintura: Cabina para proceder a dar al armario una capa de pintura. Horno de secado: Puesto especializado que produce calor por convección a alta temperatura para un secado, rápido y homogéneo. Zona de recogida: Salida de los armarios acabados en la cinta (2). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 98 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.2.2.- Diagramas de flujo para el sistema de pintura y secado 6.2.2.1.- Diagrama de flujo para la imprimación y pintura Inicio No ¿Señal de Puesta en Marcha? Si Activo cinta 1 No ¿Detecta armario? Si Desactivo cinta 1 Imprimación ¿La cabina está a Tª y humedad óptimas? No Si Activo cinta 1 No ¿Hay armario en ambos puestos? ¿Hay armario en un puesto y en el otro no? Si Si Desactivo cinta 1 Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica No Suena la alarma Desactivo cinta 1 99 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal No ¿Han pasado 5 segundos y hay puesta en marcha? Suena la alarma Desactivo cinta 1 No ¿Hay pintura? Si Imprimación Si No No ¿Se ha rellenado el depósito? ¿La cabina está a Tª y humedad correctas? Si Pintado No Si ¿La cabina está a Tª y humedad correctas? Si Activo cinta 1 ¿El C0<200 unidades? Si No Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 100 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal No ¿El C0>=200 uds, hay pieza en pintura y hay pintura? Activo cinta 1 Si ¿La cabina está a Tª y humedad correctas? No Si Activo cinta 1 No ¿El C0>=200 uds, hay pieza en pintura pero no hay pintura? Inicio Si Suena la alarma Desactivo cinta 1 No ¿Se ha rellenado el depósito? Si Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 101 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.2.2.2.- Diagrama de flujo para los cuatro hornos de secado Inicio ¿Señal de Puesta en Marcha? No Si Activo cinta I, J, K ó L ¿El contador C1 y su sensor detectan armario? Si No Si ¿Han pasado 10 segundos de seguridad? Activo mesa giratoria I, J, K ó L Activo el cilindro α, β, γ ó δ No Activo cinta I, J, K ó L ¿Detecta armario en el horno? No Si Si ¿Han pasado 20 s y los contadores de los secadores son 50 unidades? Si Desactivo cinta I, J, K ó L No Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica ¿Han pasado 20 s y los contadores de los secadores son < 50 unidades? No 102 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Como hemos podido ver, todos los hornos de secado tienen una funcionalidad análoga. Todos se conectan con la puesta en marcha del sistema al igual que las cintas propias de cada uno de ellos. Cuando llega el primer armario se realiza la comprobación del contador (1) para que esté a 0 (primera cuenta en series de 4) y además que su sensor esté activo. En ese instante se da la orden a la mesa giratoria y al cilindro neumático para que giren y empujen respectivamente cada armario. Los armarios irán entrando en los hornos donde estarán durante 20 segundos. Si no han llegado cada uno de los contadores individuales a 50 armarios el proceso se repetirá. Si se llega al total de 200 (4 x 50), se esperarán 10 segundos y se parará todo el sistema hasta su inicio mediante la puesta en marcha. Para entender mejor el sistema, vamos a incluir en este epígrafe una pequeña figura aclarativa de la secuencia cíclica que van a seguir los armarios eléctricos desde su entrada en la cabina de imprimación hasta su salida por el último horno de secado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 103 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal Armario 1: Armario 2: Armario 3: Armario 4: Armario 5: Armario 6: Armario 7: Armario en horno: Figura 33.- Esquema del funcionamiento de la llegada de los armarios a los hornos. Cada línea vertical indica la posición actual de los armarios, desde su posición de entrada en la cabina de imprimación (CI), pasando por la cabina de pintura (CP) y entrando en cada uno de sus respectivos hornos de secado. Al entrar un armario en el último horno (en la figura 33, la figura blanca en la fase L), el contador del primero se pone a 0, de tal manera que el siguiente armario que llegue al horno I (figura morada en la fase L), será introducida a éste tal y como se puede apreciar en la figura 33 (fase I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 104 6.- IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Rafael P. Belmar Leal 6.2.2.3.- Diagrama de flujo para la zona de recogida Inicio ¿Señal de Puesta en Marcha? No Si Activo cinta 2 ¿Detecta armario en la zona de recogida? Si ¿Han pasado 10 s y el contador de recogida ha llegado a las 200 unidades? Si Desactivo cinta 2 No Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica No Si ¿Han pasado 10 s y el contador de recogida no ha superado las 200 unidades? No 105 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal 7.- SEGURIDAD Y SALUD Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 106 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal Capítulo 7 SEGURIDAD Y SALUD 7.1.- MEDIDAS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL 7.1.1.- Protección de la cabeza y facial 7.1.1.1.- Casco industrial Se utilizará por empleado un dispositivo rígido para proteger la cabeza contra el impacto, partículas voladoras o sacudidas eléctricas. Disminuye el impacto de los golpes al cuello y a la columna. Será obligatorio en las zonas de riesgo inminente y en otras zonas donde el coordinador de Seguridad y Salud disponga. Podrá ser de tipo cachucha o ala amplia y de suspensión estándar. Será de la marca INFRA, modelo 1CP210-1 y el color se convendrá según el coordinador de Seguridad y Salud. Figura 34.- Casco industrial Infra 1CP210-1. Algunas características son: Fabricado con material termoplástico resistente a los impactos, que brinda una extraordinaria resistencia al impacto y ajuste de intervalos Disponible en varios colores Colocarlo perfectamente y no limpiarlo con solventes Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 107 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal 7.1.1.2.- Gafas protectoras Se utilizarán por empleado unas gafas protectoras para proteger los ojos de posibles impactos o partículas voladoras. Será obligatorio su uso especialmente en las zonas con maquinaria y donde el coordinador de Seguridad y Salud disponga. Serán de la marca MSA, modelo 10008177. Figura 35.- Gafas protectoras MSA 10008177. Algunas características son: Patillas con ajuste vertical y horizontal Protección adicional para mejillas y cejas Mica de policarbonato color clara, resistente a impactos Recubrimiento antiempañante. 7.1.2.- Protección del cuerpo 7.1.2.1.- Bata antiestática Se utilizarán por empleado una bata antiestática confeccionada con cuello tipo Mao, manga larga y con botones. Posee una combinación para ambientes críticos de 89% poliéster y 2% fibra de carbón clase 10-100. Será de la marca VALLEN y modelo CH679S. Será obligatorio su uso especialmente en las zonas con maquinaria y donde el coordinador de Seguridad y Salud disponga. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 108 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal Figura 36.- Bata antiestática Vallen CH679S. 7.1.2.2.- Guantes de protección Se utilizarán por empleado guantes 100% algodón de talla estándar con un calibre 30/4. Será de la marca VALLEN y modelo PM-10-08. Como en todos los casos anteriores, será obligatorio su uso especialmente en las zonas con maquinaria y donde el coordinador de Seguridad y Salud disponga. Figura 37.- Guantes de protección Vallen PM-10-08. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 109 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal 7.2.- MEDIDAS DE PROTECCIÓN COLECTIVA 7.2.1.- Vestuario La instalación estará provista de un vestuario completo para uso de todos los empleados. Cada empleado tendrá su taquilla para uso personal e intransferible. 7.2.2.- Lavabos La instalación estará provista de un cuarto de baño completo situado cerca de la zona de trabajo para uso de todos los empleados. 7.2.3.- Protección contra incendios 7.2.3.1.- Boca de incendio equipada La Boca de Incendio Equipada (BIE), es un conjunto de elementos necesarios para transportar y proyectar agua desde un punto fijo de una red de abastecimiento de agua hasta el lugar del fuego. Constituyen un rápido y eficiente método de protección contra incendios. Figura 38.- Boca de Incendio Equipada Eivar, modelo de 45 mm. Existen principalmente 2 tipos de BIES dependiendo de la manguera y válvula. Para nuestro sistema utilizaremos el B.I.E. de la marca EIVAR, modelo de 45 mm y manguera plana (198 con una presión de 3,5 bares durante una hora). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 110 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal 7.2.3.2.- Extintor Se colocarán extintores de CO2 de la marca EIVAR y modelo CO2 de 5 Kg en las paredes de la fábrica. Dichos extintores irán con su respectiva señalización homologada para su rápida localización en situaciones de peligro en la planta de producción. Peso con carga 13,75 kg con altura de 745 mm y diámetro de 136 mm. Figura 39.- Extintor Eivar de CO2. 5Kg. 7.3.- MEDIDAS DE SALUBRIDAD 7.3.1.- Setas de emergencia Como se vio en el apartado de sistema de control, se instalará una seta de parada de sistema de la marca EPROM, modelo PQ01C4N en el puesto de control para casos de emergencia. Tendrá una única función y será la total parada del sistema automatizado en casos de extrema necesidad. Será un interruptor NC (normalmente cerrado) con un enclavamiento especial y se abrirá (NA) cuando se pulse la seta. Son muy importantes ya que su finalidad es la de participar activa y directamente en la seguridad del personal, del equipo y del material. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 111 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal 7.3.2.- Botiquín industrial de plástico grande Se incluirá un botiquín industrial escogido para la necesidad de nuestro proceso de automatizado. Para este Proyecto se usará la marca SANAKIT y modelo de línea industrial de plástico grande con capacidad para más de 50 personas. Además, se puede personalizar según sea el tipo de riesgo laboral adecuándolo a nuestras necesidades. Sus medidas de 70 x 50 x 20 cm. hacen de este botiquín el más grande y completo del mercado gracias a sus dos puertas contenedoras. Figura 40.- Botiquín industrial Sanakit. Modelo de plástico y doble puerta. Elementos base integrados en el botiquín: Nitrofurazona Sol. x 500 cc.(Quemaduras) Agua oxigenada 10 vol. x 500cc. Alcohol uso externo x 500cc Algodón Paquete x 400grs. Analgésico x 20 comprimidos Antiespasmódico en gotas Antiséptico YodoPovidona Sol. x 500cc. Apósito ocular estéril x 10 unidades Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 112 7.- SEGURIDAD Y SALUD Rafael P. Belmar Leal Solución Fisiológica x 100cc. Apósito protector adhesivo x 60 unid. Apósito quirúrgico estéril x 4 unid. Antidiarreico comprimidos x 20 unid. Aspirinas x 20 comprimidos Baño Ocular Estéril x 100 cc. Bicarbonato de sodio x 250 grs. Colirio estéril x 10 cc. Copita lavaojos plástica Compresa Frío Instantáneo x 2 unid. Digestivos Palatrobil x 20 comprimidos Gasas Hidrófilas x 12 sobres individual Goma tubo látex para ligaduras Guantes descartables x 3 pares Hisopos de algodón x 10 unidades Jabón Glicerina Neutro x 120 grs. Pinza metálica punta plana Sulfatiazol polvo cicatrizante x 10 grs. Tela adhesiva 12.5mm x 2mts. x 4 unid. Tela adhesiva 25mm x 4.5mts. x 4 unid. Tela adhesiva 50mm x 4.5mts. x 3 unid. Tela adhesiva hipoalergénica x 1 unid. Tijera metálica plegable Venda orillada 10cm x 3mts. x 6 unid. Venda orillada 7cm x 3mts. x 6 unid. Venda orillada 5cm x 3mts. x 6 unid. Analgésico Antiinflamatorio en Gel Hepatoprotector Palatrobil en Gotas Antinauseoso Gotas Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 113 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal 8.- ANEXOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 114 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Capítulo 8 ANEXOS Anexo I.- Seguridad y Salud. 1.- Estudio de Seguridad y Salud 1.1.- Objeto del estudio El Estudio de Seguridad y Salud establece, durante la construcción de la presente obra, las previsiones respecto a la prevención de riesgos de accidentes, enfermedades profesionales y los derivados de los trabajos de reparación, conservación, y mantenimiento. También establece las instalaciones preceptivas de higiene y bienestar para los trabajadores. Con este Estudio y con el Plan de Seguridad se pretende dar cumplimiento a lo dispuesto por el Real Decreto 1.627/1997, del 24 de Octubre. “Disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción” (B.O.E. de 25 de octubre de 1997). 1.2.- Designación de los coordinadores en materia de Seguridad y Salud. En las obras previstas del Proyecto, el promotor designará un coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la elaboración del mismo. En este sentido, y en aplicación de lo dispuesto en el artículo 3 del Real Decreto 1.627/1997, el Coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la elaboración del Proyecto ha sido el Ingeniero que lo suscribe. Si en la ejecución de la obra interviene más de una empresa, o una empresa y trabajadores autónomos o diversos trabajadores autónomos, el promotor, antes del inicio de los trabajos o tan pronto como se constate dicha circunstancia, designará un coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la ejecución de la obra. La designación de los coordinadores en materia de Seguridad y Salud durante la elaboración del Proyecto de obra y durante la ejecución de la obra podrá recaer en la misma persona. La designación de los coordinadores no eximirá al promotor de sus responsabilidades. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 115 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal 1.3.- Principios generales aplicables al Proyecto En la redacción del presente Proyecto, y de conformidad con la “Ley de Prevención de Riesgos Laborales”, han sido tomados los principios generales de prevención en materia de Seguridad y Salud previstos en el artículo 15, en las fases de concepción, estudio y elaboración del Proyecto de obra y en particular: Al tomar las decisiones constructivas, técnicas y de organización con el fin de planificar los distintos trabajos o fases de trabajo que se desarrollarán simultánea o sucesivamente. Al estimar la duración requerida para la ejecución de estos distintos trabajos o fases de trabajo. Asimismo, y de conformidad con la "Ley de Prevención de Riesgos Laborales”, los principios de la acción preventiva que se recogen en su artículo 15 se aplicarán durante la ejecución de la obra y, en particular, en las siguientes tareas o actividades: a) El mantenimiento de la obra en buen estado de limpieza y orden. b) La elección del emplazamiento de los puestos y áreas de trabajo, teniendo en cuenta sus condiciones de acceso y la determinación de las vías o zonas de desplazamiento. c) La manipulación de los distintos materiales y la utilización de los medios auxiliares. d) El mantenimiento, el control previo a la puesta en servicio y el control periódico de las instalaciones y dispositivos necesarios para la ejecución de la obra, con objeto de corregir los defectos que pudieran afectar a la Seguridad y Salud de los trabajadores. e) La delimitación y el acondicionamiento de las zonas de almacenamiento y depósito de los distintos materiales, en particular si se trata de materias o sustancias peligrosas. f) La recogida de los materiales peligrosos utilizados. g) El almacenamiento y la eliminación o evacuación de residuos y escombros. h) La adaptación, en función de la evolución de la obra, del período de tiempo efectivo que habrá de dedicarse a los distintos trabajos o fases de trabajo. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 116 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal i) La cooperación entre los contratistas, subcontratistas y trabajadores autónomos. j) Las interacciones e incompatibilidades con cualquier otro tipo de trabajo o actividad que se realice en la obra o cerca del lugar de la obra. 1.4.- Características de la Obra 1.4.1.- Descripción y situación La fábrica se ubicará en el polígono industrial de Villaverde situado al Suroeste de la provincia de Madrid. Esto se puede observar en los planos de situación y emplazamiento, planos 1 y 2 respectivamente. La fábrica tiene una planta baja con una superficie de 7470 (166m x 45m), donde se situará toda la maquinaria necesaria. 1.5.- Riesgos 1.5.1.- Riesgos profesionales En la instalación de la maquinaria: - Sobreesfuerzos - Cuerpos extraños en los ojos - Golpes y/o cortes con objetos extraños - Electrocuciones - Contactos eléctricos indirectos - Pisada sobre objetos punzantes - En la instalación de canalización eléctrica - Ambiente pulvígeno - Aplastamientos - Atrapamientos - Atropellos y/o colisiones - Caída de objetos y/o de máquinas Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 117 8.- ANEXOS - Caídas de personas a distinto nivel - Caídas de personas al mismo nivel - Cuerpos extraños en ojos Rafael P. Belmar Leal 1.5.2.- Riesgos a terceros Presencia de personas ajenas en el interior de la propiedad: - Caídas al mismo o distinto nivel - Caída de objetos - Atropellos - Salida del personal de la obras a las vías públicas: - Caídas - Atropellos - Colisiones de vehículos 1.6.- Disposiciones mínimas de Seguridad y Salud Identificados en el punto anterior los principales riesgos a que estarán expuestos los trabajadores y, en general, cualquier persona presente en el recinto del presente Proyecto durante la ejecución de las obras e instalaciones proyectadas, se destacarán a continuación las disposiciones mínimas de Seguridad y Salud que los Contratistas y Subcontratistas estarán obligados a contemplar durante la ejecución de las obras. Para el cumplimiento de las disposiciones que se citan en este punto, deberán observarse, además de lo que aquí se indica, las medidas de protección individual y colectiva que se enumeran en el punto siguiente. 1.6.1.- Disposiciones mínimas generales Las obligaciones previstas en este apartado se aplicarán siempre que lo exijan las características de la obra o de la actividad, las circunstancias o cualquier riesgo, y serán de aplicación a la totalidad de la obra, incluidos los puestos de trabajo en las obras en el interior y en el exterior de los locales. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 118 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal 1.6.1.1.- Estabilidad y solidez Deberá procurarse, de modo apropiado y seguro, la estabilidad de los materiales y equipos y, en general, de cualquier elemento que en cualquier desplazamiento pudiera afectar a la seguridad y la salud de los trabajadores. El acceso a cualquier superficie que conste de materiales que no ofrezcan una resistencia suficiente sólo se autorizará en caso de que se proporcionen equipos o medios apropiados para que el trabajo se realice de manera segura. 1.6.1.2.- Instalaciones de suministro y reparto de energía La instalación eléctrica provisional de las obras deberá ajustarse a lo dispuesto en su normativa específica. En todo caso, y a salvo de disposiciones específicas de la normativa citada, dicha instalación deberá satisfacer las condiciones que se señalan en los siguientes puntos de este apartado. - Las instalaciones deberán proyectarse, realizarse y utilizarse de manera que no entrañen peligro de incendio ni de explosión y de modo que las personas estén debidamente protegidas contra los riesgos de electrocución por contacto directo o indirecto. - El Proyecto, la realización y la elección del material y de los dispositivos de protección deberán tener en cuenta el tipo y la potencia de la energía suministrada, las condiciones de los factores externos y la competencia de las personas que tengan acceso a partes de la instalación. 1.6.1.3.- Temperatura La temperatura debe ser la adecuada para el organismo humano durante el tiempo de trabajo, cuando las circunstancias lo permitan, teniendo en cuenta los métodos de trabajo que se apliquen y las cargas físicas impuestas a los trabajadores. 1.6.1.4.- Iluminación Los lugares de trabajo, los locales y las vías de circulación en la obra deberán disponer, en la medida de lo posible, de suficiente luz natural y tener una iluminación Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 119 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal artificial adecuada y suficiente durante la noche y cuando no sea suficiente la luz natural. En su caso, se utilizarán puntos de iluminación portátiles con protección antichoques. El color utilizado para la iluminación, artificial no podrá alterar o influir en la percepción de las señales o paneles de señalización. Las instalaciones de iluminación de los locales, de los puestos de trabajo y de las vías de circulación deberán estar colocadas de tal manera que el tipo de iluminación previsto no suponga riesgo de accidente para los trabajadores. 1.6.1.5.- Espacio de trabajo Las dimensiones del puesto de trabajo deberán calcularse de tal manera que los trabajadores dispongan de la suficiente libertad de movimientos para sus actividades, teniendo en cuenta la presencia de todo el equipo y material necesario. 1.6.1.6.- Primeros auxilios Será responsabilidad del contratista o subcontratista garantizar que los primeros auxilios puedan prestarse en todo momento por personal con la suficiente formación para ello. Asimismo, deberán adoptarse medidas para garantizar la evacuación, a fin de recibir cuidados médicos, de los trabajadores accidentados o afectados por una indisposición repentina. Una señalización claramente visible deberá indicar la dirección y el número de teléfono del servicio local de urgencia. 1.6.1.7.- Servicios higiénicos Cuando los trabajadores tengan que llevar ropa especial de trabajo deberán tener a su disposición vestuarios adecuados. En este sentido se dispondrá de vestuarios de fácil acceso, con las dimensiones suficientes y con asientos e instalaciones que permitan a cada trabajador poner a secar, si fuera necesario, su ropa de trabajo. - Cuando los vestuarios no sean necesarios, en el sentido del párrafo primero de este apartado, cada trabajador deberá poder disponer de un espacio para colocar su ropa y sus objetos personales bajo llave. - Cuando el tipo de actividad o la salubridad lo requieran, se deberán poner a disposición de los trabajadores duchas apropiadas y en número suficiente. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 120 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal - Las duchas deberán tener dimensiones suficientes para permitir que cualquier trabajador se asee sin obstáculos y en adecuadas condiciones de higiene. Las duchas deberán disponer de agua corriente, caliente y fría. - Cuando, con arreglo al primer párrafo, no sean necesarias duchas, deberá haber lavabos suficientes y apropiados con agua corriente, caliente si fuere necesario, cerca de los puestos de trabajo y de los vestuarios. Los trabajadores deberán disponer en las proximidades de sus puestos de trabajo de los locales de descanso, de los vestuarios y de las duchas o lavabos, de locales especiales equipados con un número suficiente de retretes y de lavabos. Los vestuarios, duchas, lavabos y retretes estarán separados para hombres y mujeres, o deberá preverse una utilización por separado de los mismos. 1.6.1.8.- Locales de descanso o de alojamiento Cuando lo exijan la seguridad o la salud de los trabajadores, en particular debido al tipo de actividad o el número de trabajadores, y por motivos de alejamiento de la obra, los trabajadores deberán poder disponer de locales de descanso y, en su caso, locales de alojamiento de fácil acceso. 1.7.- Medidas preventivas y protecciones técnicas 1.7.1.- Protecciones individuales Los Contratistas y subcontratistas, deberán atenerse a lo dispuesto en el Real Decreto 773/1997, de 30 de mayo. “Disposiciones mínimas de Seguridad y Salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual”. B.O.E. de 12 de junio de 1997, en lo que se refiere a la elección, disposición y mantenimiento de los equipos de protección individual de que deberán estar provistos los trabajadores, cuando existan riesgos que no han podido evitarse o limitarse suficientemente por los medios de protección colectiva que se indican en el punto siguiente, o mediante los métodos y procedimientos de organización de trabajo señalados en el punto anterior. En la presente obra, se atenderá especialmente a: Protección de cabezas: - Cascos: para todas las personas que participan en la obra, incluso visitantes. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 121 8.- ANEXOS - Gafas contra impactos y antipolvo. - Pantalla contra protección de partículas. Rafael P. Belmar Leal Protección de extremidades superiores: - Guantes de cuero y anticorte para manejo de materiales y objetos. - Guantes dieléctricos para su utilización en baja tensión. Protección de extremidades inferiores: - Botas de seguridad clase III (lona y cuero). - Botas dieléctricas. 1.7.2.- Protecciones colectivas Señalización general: - La señalización de Seguridad se ajustará a lo dispuesto en el RD 485/1997 de 14 de abril, y en durante la ejecución del presente Proyecto, se dispondrán, al menos: - Obligatorio uso de cascos, cinturón de seguridad, gafas, mascarillas, protectores auditivos, botas y guantes, etc. - Riesgo eléctrico, caída de objetos, caída a distinto nivel, maquinaria en movimiento, cargas suspendidas. - Prohibido el paso a toda persona ajena a la obra, prohibido encender fuego, prohibido fumar y prohibido aparcar. - Señal informativa de localización de botiquín y extintor, cinta de balizamiento. Instalación eléctrica cuadro de obra: - Conductor de protección y pica o plaza de puesta a tierra. 1.7.3.- Formación Se impartirá formación en materia de Seguridad y Salud en el Trabajo al personal de la obra, según lo dispuesto en la “Ley de Prevención de Riesgos Laborales” y los Reales Decretos que la desarrollan, citados en este Estudio. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 122 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal 1.7.4.- Medicina preventiva y primeros auxilios Botiquín: Se dispondrá de un botiquín conteniendo el material especificado en el RD486/1997 de 14 de abril. Asistencia a accidentados: - Se deberá informar a la obra del emplazamiento de los diferentes Centros Médicos (Servicios propios, Mutuas Patronales, Mutualidades Laborales, Ambulatorios, etc.), donde debe trasladarse a los accidentados para su más rápido y efectivo tratamiento. - Es muy conveniente disponer en la obra, y en sitio bien visible, de una lista con los teléfonos y direcciones de los centros asignados para urgencias, ambulancias, taxis, etc., para garantizar un rápido transporte de los posibles accidentados a los centros de asistencia. Reconocimiento médico: - Todo el personal que empiece a trabajar en la obra, deberá pasar un reconocimiento médico previo al trabajo. 1.8.- Disposiciones legales de aplicación Son de obligado cumplimiento las disposiciones contenidas en: - Orden del Ministerio de Trabajo de 9 de marzo de 1971. “Ordenanza general de seguridad e higiene en el trabajo”. B.O.E. 16 y 17 de marzo de 1971. Capítulo VII. - Ley 31/1995, de 8 de noviembre. “Prevención de riesgos laborales”. B.O.E. de10 de noviembre de 1995. - Real Decreto 39/1997, de 17 de enero. “Reglamento de los servicios de prevención”. B.O.E. de 31 de enero de 1997. - Real Decreto 1.627/1997, de 24 de octubre. “Disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción”. B.O.E. de 25 de octubre de 1997. - Real Decreto 485/1997, de 14 de abril. “Disposiciones mínimas en materia de señalización de Seguridad y Salud en el trabajo”. B.O.E. de 23 de abril de 1997. - Real Decreto 486/1997, de 14 de abril. “Disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo”. B.O.E. de 23 de abril de 1997. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 123 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal - Real Decreto 487/1997, de 14 de abril. “Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la manipulación manual de cargas que entrañe riesgos, en particular dorsolumbares, para los trabajadores”. B.O.E. de 23 de abril de 1997. - Real Decreto 488/1997, de 14 de abril. “Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas al trabajo con equipos que incluyen pantallas de visualización”. B.O.E. de 23 de abril de 1997. - Real Decreto 773/1997, de 30 de mayo. “Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual”. B.O.E. de 12 de junio de 1997. - Real Decreto 1215/1997, de 18 de julio. “Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de equipos de trabajo”. B.O.E. de 7 de agosto de 1997. - Real Decreto 1316/1989, de 27 de octubre. “Protección de los trabajadores frente a los riesgos derivados de la exposición al ruido durante el trabajo”. - Real Decreto 1495/1986, de 26 de mayo. “Reglamento de seguridad en las máquinas”. B.O.E. de 21 de julio de 1986. - Orden Ministerial de 17 de mayo de 1974. “Homologación de los medios de protección personal de los trabajadores”. B.O.E. de 29 de mayo de 1974. - Orden Ministerial de 20 de septiembre de 1973. “Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión”. B.O.E. de 9 de octubre de 1973. - Orden Ministerial de 23 de mayo de 1977. “Reglamento de aparatos elevadores para obras”. B.O.E. de 14 de junio de 1977. - Estatuto de los Trabajadores. - Convenio Colectivo Provincial de la Construcción vigente. 1.9.- Condiciones de los medios de protección En todo lo relativo a la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo y de protección individual, se observará lo dispuesto en el RD 1215/1997 de 18 de julio y RD773/1997 de 30 de mayo, respectivamente. Todas las prendas de protección personal o elementos de protección colectiva tendrán fijado un período de vida útil, desechándose a su término. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 124 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Cuando por las circunstancias de trabajo se produzca un deterioro más rápido en una determinada prenda o equipo, se repondrá ésta, independientemente de la duración prevista o fecha de entrega. Toda prenda o equipo de protección que haya sufrido un trato límite, es decir, el máximo para el que fue concebido (por ejemplo, por un accidente), será desechado y repuesto al momento. Aquellas prendas que por su uso hayan adquirido más holgura o tolerancia de las admitidas por el fabricante, serán repuestas de inmediato. El uso de una prenda o equipo de protección nunca representará un riesgo en sí mismo. 1.9.1.- Protecciones personales Todo elemento de protección personal se ajustará, además de a los RD citados, a las Normas de Homologación del Ministerio de Trabajo (O.M. 17-5-74, B.O.E. 29-5-74), siempre que exista en el mercado. En los casos en que no exista Norma de Homologación Oficial, serán de calidad adecuada a sus respectivas prestaciones. 1.9.2.- Protecciones colectivas Interruptores diferenciales y tomas de tierra: - La sensibilidad mínima de los interruptores diferenciales será de 30 mA para alumbrado y de 300 mA para fuerza. - La resistencia de las tomas de tierra no será superior a la que garantice una tensión máxima de 24 V, de acuerdo con la sensibilidad del interruptor diferencial. Se medirá su resistencia periódicamente y al menos, en la época más seca del año. 1.10.- Obligaciones de Contratistas y Subcontratistas Los Contratistas y Subcontratistas estarán obligados a: Aplicar los principios de la acción preventiva que se recogen en el artículo 15 de la “Ley de Prevención de Riesgos Laborales”, en particular a desarrollar las tareas o actividades indicadas en el artículo 10 del RD 1627/1997 de 24 de Octubre, y reflejadas en el punto 2.2. de este estudio. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 125 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Cumplir y hacer cumplir a su personal lo establecido en el Plan de Seguridad y Salud confeccionado a partir de este Estudio. Cumplir la normativa en materia de prevención de riesgos laborales, así como cumplir con las disposiciones mínimas expresadas en este documento. Informar y proporcionar las instrucciones adecuadas a los trabajadores autónomos sobre todas las medidas que hayan de adoptarse en lo que se refiere a su Seguridad y Salud en la obra. Atender las indicaciones y cumplir las instrucciones del coordinador en materia de Seguridad y Salud durante la ejecución de la obra, o, en su caso, de la Dirección Facultativa. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 126 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Anexo II.- Características técnicas de la maquinaria. A) Puente de Grúa Figura 41.- Características técnicas del puente de grúa Abus. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 127 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 42.- Esquemático del puente de grúa Abus. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 128 8.- ANEXOS B) Rafael P. Belmar Leal Tanques Figura 43.- Características técnicas del tanque Aoli. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 129 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal C) Cintas transportadoras de cadena Figura 44.- Características técnicas de la cinta transportadora de cadena Gura. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 130 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal D) Cabinas de imprimación y pintura Figura 45.- Características técnicas de las cabinas Launch. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 131 8.- ANEXOS E) Rafael P. Belmar Leal Depósito de pintura Figura 46.- Características técnicas del depósito Walter-Pilot. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 132 8.- ANEXOS F) Rafael P. Belmar Leal Mesa giratoria Figura 47.- Características técnicas de la mesa giratoria Bishamon. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 133 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal G) Horno de secado Figura 48.- Características técnicas del horno Acatec. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 134 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Anexo III.- Características técnicas del sistema de control. A) Autómatas A1.- Siemens S7-200 Figura 49.- Esquemático de la CPU del Siemens S7-200. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 135 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 50.- Características técnicas de la CPU 224 de Siemens. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 136 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 51.- Cableado de la CPU 224 y asignación de pines del puerto del S7-200. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 137 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal A2.- Schneider Electric Modicon Premium TSX P5710 Figura 52.- Características técnicas del Schneider Electric Modicon Premium TSX P5710. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 138 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 53.- Características generales de la CPU del Modicon Premiun. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 139 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 54.- Características técnicas de la CPU TSX P5710 del Modicon Premium (I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 140 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 55.- Características técnicas de la CPU TSX P5710 del Modicon Premiun (II). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 141 8.- ANEXOS B) Rafael P. Belmar Leal Sensores B1.- Sensores ópticos Omron E3G-ML79T-G Figura 56.- Características técnicas del sensor Omron E3G-ML79T-G (I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 142 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 57.- Características técnicas del sensor Omron E3G-ML79T-G (II). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 143 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal B2.- Sensores final de carrera Omron D4B-4116N Figura 58.- Características técnicas del final de carrera Omron D4B-4116N. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 144 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal B3.- Sensores de temperatura y humedad relativa NOVUS N332RHT Figura 59.- Características técnicas de los sensores Novus N332RHT. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 145 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal C) Actuadores Norgren RA/8063/M/200 Figura 60.- Características técnicas del actuador Norgren RA/8063/M/200. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 146 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal D) Simatic HMI IPC577C Figura 61.- Características generales del HMI IPC577C. E) Seta de seguridad Eprom PQ01C4N Figura 62.- Características técnicas de la seta Eprom PQ01C4N (I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 147 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 63.- Características técnicas de la seta Eprom PQ01C4N (II). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 148 8.- ANEXOS F) Rafael P. Belmar Leal Difusor sonoro y lumínico Figura 64.- Características técnicas de las luces de emergencia Patlite. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 149 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Anexo IV.- Características técnicas de las comunicaciones. A) PROFIBUS Figura 65.- Ejemplo de esquema de red Profibus y procedimiento de transmisión. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 150 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Anexo V.- Programación de los autómatas. A) Galvanizado de armarios en el puente de grúa Figura 66.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 151 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 67.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (II). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 152 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 68.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (III). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 153 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 69.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (IV). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 154 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 70.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (V). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 155 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 71.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VI). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 156 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 72.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VII). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 157 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 73.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (VIII). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 158 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 74.- Galvanizado de armarios eléctricos. Programación en Step 7 (IX). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 159 8.- ANEXOS B) Rafael P. Belmar Leal Imprimación, pintura y secado de armarios Figura 75.- Imprimación, pintura y secado de armarios. Programación en PL7 (I). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 160 8.- ANEXOS Rafael P. Belmar Leal Figura 76.- Imprimación, pintura y secado de armarios. Programación en PL7 (II). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 161 9.- PLANOS Rafael P. Belmar Leal 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 162 9.- PLANOS Rafael P. Belmar Leal Capítulo 9 PLANOS 9.1.- PLANO DE SITUACIÓN 9.2.- PLANO DE EMPLAZAMIENTO 9.3.- PLANTA Y ALZADO DE LA FÁBRICA 9.4.- SITUACIÓN DE LA MAQUINARIA 9.5.- PLANO DE ALUMBRADO 9.6.- CONEXIONADO DEL SISTEMA DE CONTROL 9.7.- CONEXIONADO DE LOS AUTÓMATAMAS 9.8.- SEGURIDAD Y SALUD Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 163 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 164 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 165 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 166 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 167 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 168 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 169 9.- PLANOS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Rafael P. Belmar Leal 170 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.- PLIEGO DE CONDICIONES Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 171 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal Capítulo 10 PLIEGO DE CONDICIONES 10.1.- DISPOSICIONES GENERALES 10.1.1.- Objeto del pliego general Este pliego de condiciones tiene por objeto recoger las condiciones administrativas, técnicas y económicas básicas por las que se regirá el contrato derivado de la presente licitación. Tiene como finalidad regular la ejecución de las obras fijando los niveles teóricos y de calidad exigibles y precisa las intervenciones que corresponden al contrato y según la legislación aplicable, al Promotor o propietario de la obra, al Contratista o constructor de la obra, a los técnicos y encargados, al Proyectista, así como las relaciones entre ellos y las obligaciones correspondientes en el orden del cumplimiento del contrato de la obra. 10.1.2.- Documentación del contrato de obra Integran el contrato los documentos siguientes relacionados por orden de relación por lo que se refiere al valor de las especificaciones en caso de omisión o contradicción aparente. 1. Las condiciones fijadas en el mismo documento de contrato de empresa o arrendamiento de obra si es que existe. 2. El Pliego de Condiciones particular. 3. El presente Pliego General de Condiciones. 4. El resto de documentación del Proyecto (memoria descriptiva, planos y presupuesto). Las órdenes e instrucciones de la Dirección Facultativa de las obras se incorporan al Proyecto como una interpretación, complemento o precisión de las determinaciones. En cada documento, las especificaciones literales prevalecen sobre las gráficas y en los planos, la cota prevalece sobra la medida a escala. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 172 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.- CONDICIONES DE EJECUCIÓN 10.2.1.- Puente de grúa El puente de grúa único estará colocado en el techo de la fábrica. Tendrá que estar situado tal y como se indica en el plano correspondiente (plano 4, situación de la maquinaria) e irá conectado a la red eléctrica de la fábrica industrial. Los polipastos eléctricos de cadena ABUS conectadas a 380 V de trifásica, permitirán levantar los armarios en todos sus traslados en el puente permitiendo un máximo de una tonelada de peso. La máquina deberá ir fijada al techo para evitar movimientos y vibraciones. El método de fijación será mediante tornillos y tacos de metal para así conseguir una mayor sujeción. También se podrá anclar a vigas distribuidas por todo el techo de la fábrica para la extensión de este puente de grúa si se necesitara. El proceso de elevación, traslado y depositado de los armarios se realiza a lo largo de toda la grúa. Los armarios llegan de la zona de ensamblado. Cuando el sensor de la cinta de entrada del puente de grúa detecta que está el armario situada, empieza el proceso de galvanizado. El operario deberá supervisar el proceso en la pantalla del HMI. Cualquier irregularidad del proceso será avisada de manera visual e incluso sonora en caso de estar así configurado. (Dependerá del tipo de alarma que salte). El puente de grúa solo actuará en el caso de que no haya ningún tipo de fallo o alarma del sistema, ya que en ese caso se procederá a la parada de emergencia y solo se podrá rehabilitar el sistema manualmente. 10.2.2.- Tanques Se colocarán 3 tanques de idénticas medidas y a distancias equidistantes unos de otros que contendrán los líquidos de desengrasado, aclarado y baño electrolítico o galvanizado. La fijación de cada uno de los tanques se hará sobre superficies antideslizantes y sobre su propio peso. Se podrán colocar otro tipo de fijaciones si se consideraran necesarias. Cada uno de los tanques tendrá su propia tubería de llenado y desagüe de contenido que sea pertinente en cada uno de los tres casos. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 173 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.3.- Cintas transportadoras de cadena Se instalarán 25 cintas transportadoras que deberán estar fijadas al suelo. La distribución será la siguiente: 2 para el sistema de grúa y 23 para el sistema de pintura (8 a lo largo de la denominada cinta (1) global, 4 para cada uno de los hornos de entrada, 4 para el interior y 4 para sus salidas y 3 para la salida de los armarios en la denominada cinta (2) global). Todas las cintas se colocarán como se ha especificado anteriormente en el plano de situación de la maquinaria (plano 4) e irá conectada a la red eléctrica de la fábrica industrial. Las bases de las patas llevaran unas pletinas de 100x100 mm., las cuales tienen agujeros para anclarlas directamente al suelo. La velocidad de las cintas será como máximo de 0,2 . 10.2.4.- Cabinas de imprimación y pintura Se instalarán 2 cabinas en la fábrica. Una preparada para la imprimación de armarios y otra para el pintado de las mismas. Su disposición será como se ha especificado anteriormente en el plano de situación de la maquinaria (plano 4) e irá conectada a la red eléctrica de la fábrica industrial. 10.2.5.- Depósito de pintura Se colocará un depósito de pintura a una distancia no superior a 5 metros de la cabina preparada a tal efecto. La instalación de la misma se realizará sobre superficie antideslizante. Se sujetará sobre sus propias patas de manera que no será necesaria ningún otro tipo de sujeción. El depósito de pintura deberá suministrar en todo momento la pintura necesaria a la cabina. De haber algún problema con el suministro se parará la producción. Para la prevención de problemas de este tipo, un operador supervisará los niveles con el interfaz gráfico. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 174 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.6.- Mesa giratoria Se colocarán 4 mesas giratorias en cada uno de los puntos donde se deberán girar los armarios para su posterior acceso a los hornos de secado. La primera de las mesas se colocará como prolongación de una de las cintas transportadoras. La segunda mesa irá colocada a continuación de la siguiente cinta transportadora y así sucesivamente hasta la cuarta y última mesa. Se puede ver con más detalle en el plano de maquinaria (plano 4). La fijación al suelo de las mesas se realizará de la misma forma que la que se aplicará para las cintas transportadoras de cadena. De esta forma se evitarán vibraciones y fallos en el sistema. El sistema de estas mesas será neumático y estará controlado por el PLC de la fábrica. A su vez, llega el aire mediante tuberías de aire instaladas de aire comprimido en la fábrica y que deberán ser abiertas manualmente por un operario al inicio del proceso. De esta forma, quedarán abiertas para que puedan suministrar aire cuando se necesite en cualquier situación neumática. 10.2.7.- Horno de secado Se colocarán 4 hornos de secado en paralelo y equidistantes. Podemos verificar su situación en el plano 4. Su fijación se realizará mediante superficie antideslizante y sobre su propio peso. Cada uno de los hornos será independiente al resto aunque su funcionalidad podría considerarse como la de un único horno secador grande. A estas estaciones de secado se les suministrará el gasóleo semanalmente y en horario periodo fuera de producción de tal manera que no se vea afectado el proceso de automatización. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 175 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.8.- Autómatas Se utilizarán 2 PLCs los cuales se encargarán mediante salidas analógicas y digitales de mandar órdenes ejecutables a los distintos dispositivos reflejados en la programación del mismo por ejemplo en el caso de tener que parar la producción cuando ocurre un problema y de igual forma los dispositivos mandarán señales al autómata para controlar el buen funcionamiento del proceso y visualizarlo a la interfaz gráfica. Este es el funcionamiento mediante el cual se logrará la automatización de este Proyecto. Su instalación física se realizará en un armario habilitado para este tipo de dispositivo provisto de una ventilación por convección natural. Se realizará un montaje horizontal o vertical según se crea conveniente y se alejará de equipos potencialmente peligrosos de alta tensión u otros que pudieran realizar interferencias. El conexionado de este viene reflejado en el plano 6. 10.2.9.- Sensores 10.2.9.1.- Ópticos Se instalarán 13 sensores ópticos. Los sensores deberán ser reflexivos. Se deberá colocar en primer lugar la cinta trasportadora y a continuación montar el sensor anclado a ella. No utilizaremos ninguna lente. Se utilizará un sensor que emita una luz infrarroja y a su vez la diana retrorreflectiva se debe colocar justo en frente de la fuente del sensor. No se colocará ningún objeto o similar entre medias de la diana retrorreflectiva que pudiese impedir la correcta detección de los armarios eléctricos. No se colocará ninguna luz cerca del sensor que pueda confundir al receptor. Su colocación está detallada también en el plano 6. Todos los sensores irán conectados a la red eléctrica de la fábrica a 230 Vac con su transformador en cada caso. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 176 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.9.2.- Finales de carrera Se instalarán 8 sensores de final de carrera en la grúa. El primero, estará situado en la cinta transportadora de entrada de armarios proveniente del ensamblado. En la grúa se colocarán 2 para saber su posición respecto a la altura y otros 5 se colocarán a lo largo de la misma grúa. Todos ellos con una fijación mediante tornillos. La colocación, además, será en todo momento equidistante unos de otros para el correcto funcionamiento del automatismo. 10.2.9.3.- Temperatura y humedad relativa Se instalarán 2 sensores de temperatura y humedad relativa en cada una de las cabinas de imprimación y pintura. Su ubicación será interior para una correcta captura del estado de la cabina y su anclaje será atornillado a una de las paredes de la cabina. 10.2.9.4.- Fijación de sensores En el caso de los sensores ópticos que vayan a ir situados en la cinta transportadora, irán fijados mediante unas barras metálicas conectadas a los laterales de las cintas y su otro extremo irá sujetando los sensores. En el soporte lateral de la cinta se podrá colocar una barra metálica. La sujeción de la barra a la cinta se realizará mediante un anclaje y un tornillo que irá atornillado al soporte lateral de las cintas. (Consultar el plano X) Figura 77.- Posicionamiento de los sensores en la cinta transportadora. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 177 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal En el caso de los finales de carrera, serán fijados en la propia grúa atornillados en su base. 10.2.10.- Actuadores neumáticos Se instalarán 4 actuadores neumáticos colocados a la misma altura del suelo a la que se coloquen la cinta transportadora y la mesa giratoria. Sufijación se realizará sobre el soporte que se coloquen mediante tornillos metálicos para su inmovilización y así evitar vibraciones. El funcionamiento es análogo al de las mesas giratorias y se les suministra aire para su funcionamiento mediante tuberías instaladas de aire comprimido. 10.2.11.- PC y HMI En la fábrica se colocará un equipo de PC por si fuera necesario su uso por cualquier fallo del sistema. Además, el HMI estará situado en la zona común a ambos procesos. Se colocará sobre una mesa con las dimensiones del PC y una altura propia para un uso fácil y cómodo del mismo a una tensión de red de 230 Vac. Se puede ver su colocación en el plano 6. 10.2.12.- Setas de emergencia Se deberá colocar 1 seta de emergencia en cada una de las zonas y en cada una de las máquinas para poder interrumpir el proceso automatizado en caso de avería o accidente. 10.2.13.- Alarma Se colocarán 2 faros rotativos destellantes en cada una de las zonas del proceso. Estarán conectadas al sistema automatizado y se encenderán y emitirán sonido si ocurre alguna anomalía o fallo en el sistema. A su vez, estarán conectados al sistema de control como se puede ver en el plano 6. Su anclaje a las cintas transportadoras será igual que el de los sensores y estarán conectados a la red eléctrica a 230 Vac. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 178 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.2.14.- Cableado y conexionado El cableado eléctrico está perfectamente adecuado en la instalación, incluyendo el cuadro general y el secundario. El conexionado de las máquinas se realizará de manera que se cumplan todas las premisas dispuestas en este documento. El conexionado del sistema de control vendrá dado según el plano 6. 10.2.15.- Protección del cableado y conexionado Todas las instalaciones con tensiones nominales superiores a 48 voltios contarán con una toma de tierra a la que estará conectada, como mínimo, la estructura soporte del generador y los marcos metálicos de los módulos. Las masas de todas las cargas de alterna, si las hubiere, estarán conectadas a tierra. El sistema de protecciones asegurará la protección de las personas frente a contactos directos e indirectos. La puesta a tierra de las masas y el uso de interruptores diferenciales está particularmente recomendado. La instalación estará protegida frente a cortocircuitos, sobrecargas, y sobretensiones. 10.2.16.- Electricidad La distribución deberá ir dispuesta desde un cuadro general hacia un cuadro secundario situado en la zona de clasificación mediante una acometida. De este cuadro secundario deberán partir las líneas de potencia que alimentarán a la maquinaria, el sistema de control y las tomas de corriente. En el cuadro secundario se colocará (si no lo hubiera), un diferencial y un automático. Estos componentes serán los encargados de repartir y alimentar la red eléctrica. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 179 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.- CONDICIONES TÉCNICAS 10.3.1.- Puente de grúa Se instalará un puente de grúa de la marca ABUS y modelo HB, concretamente el EHB monorraíl que tendrá las siguientes especificaciones: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Capacidad de carga (Kg) 500 Longitud máxima de perfil (mm) 10000 Longitud de carriles (mm) Libre Distancia máxima entre puntos de suspensión (mm) Transporte Peso 8200 Extensivo; Toda la superficie Bajo; Ideal para fábricas de construcción ligera Tabla 11.- Especificaciones técnicas del puente de grúa Abus. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 180 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.2.- Tanques Se colocarán los tanques de acero de la marca AOLI y modelo ALZS-16 con las siguientes especificaciones: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Capacidad (m3) 16 Dimensiones (mm) (Largo x Ancho x Alto) 4000 x 2000 x 2000 Espesor de la placa (mm) 1, 1.2, 1.5, -, 2 (Top, S1, S2, S3, Base) Peso (Kg) 1084 Peso base (Kg) 378 Tabla 12.- Especificaciones técnicas del tanque Aoli. 10.3.3.- Cintas transportadoras de cadena Se colocarán las cintas transportadoras que conformarán el total del proceso del pintado y protección de armarios. Se utilizarán transportadores de cadena de la marca GURA y modelo de la serie 67000, concretamente el modelo 67100 con las siguientes especificaciones: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 181 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Ancho (mm) 900 - 1100 Largo (mm) 1100 - 1500 Distancia entre 2 carriles 900 - 1000 (mm) Perfil U - 100 x 60 x100 x 4 Tubo rectangular 80 x 60 x 5/100 x 60 x 5 Soporte de tipo H con pies ajustables (M24), esmaltado Sistema (mm) 500±30; Disponibles alturas especiales Altura del transportador estándar (mm) Velocidad de la cinta ( ) v = 0.2 Mecanismo de motor 230/400, 50 (V, Hz) Tabla 13.- Especificaciones técnicas de la cinta transportadora Gura. 10.3.4.- Cabinas de imprimación y pintura Se colocarán las cabinas de la marca LAUNCH, modelo CCH 201 con las siguientes especificaciones: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 182 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Dimensiones externas (m) 7.0 x 5.3 x 3.5 Dimensiones internas (m) 6.9 x 3.9 x 2.7 Ancho de entrada (m) 3.0 Altura de entrada (m) 2.7 Capacidad de ventilación ( ) Velocidad de ventilación ( Circulación de aire ( 22000 ) 0.25 - 0.35 ) 265 Temperatura máxima de secado (ºC) Consumo de combustible ( ) 60 - 80 6-8 Potencia (KW) 13.5 Quemador RIELLO (Kcal) 183000 Iluminación interior ( ) 10x4/40W – 8x2/20W Tabla 14.- Especificaciones técnicas de la cabina Launch. 10.3.5.- Depósito de pintura Se colocará un depósito de la marca WALTER-PILOT y modelo MDG 500 que deberá estar situado a una distancia cercana y segura de las cabinas de pintura. Deberá tener las siguientes especificaciones: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 183 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Máx. presión de trabajo (bar) 6 Capacidad (litros) 500 Peso con agitador eléctrico (Kg) 198 Diámetro interior (mm) 692 Diámetro del borde exterior (mm) 700 Altura total con agitador eléctrico (mm) 2088 Tabla 15.- Especificaciones técnicas del depósito de pintara Walter-Pilot. 10.3.6.- Mesa giratoria Se colocarán las mesas giratorias de la marca BISHAMON, serie EZU y modelo EZU-15-R. Cada una de ellas tendrá unas condiciones técnicas idénticas a la anterior. Dichas condiciones se pueden ver a continuación: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Capacidad máxima (Kg) 559.86 Altura bajada/Subida(mm) 225.55 / 765.3 Peso en giro (Kg) 300 Diámetro estándar de la plataforma (mm) 1092 Extras Plataforma rotativa Tabla 16.- Especificaciones técnicas de la mesa giratoria Bishamon. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 184 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.7.- Horno de secado Se colocarán las unidades de secado para cada una de las cintas transportadoras secundarias. Serán de la marca ACATEC y modelo HCG 3000. Deberán tener las siguientes especificaciones: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Energía Gas / Gasóleo Dimensiones útiles (mm) 3000 x 2500 x 2000 (Largo x Ancho x Alto) Temperatura máxima (ºC) 300 Diámetro interior (mm) 692 Diámetro del borde exterior (mm) 700 Tabla 17.- Especificaciones técnicas del horno de secado Acatec. 10.3.8.- Autómatas Los PLCs que se instalarán serán los siguientes: Autómata de la marca SIEMENS, modelo S7-200 y concretamente con la CPU 224. Compuesto por una fuente de alimentación, dos módulos de entrada y dos módulos de salida analógicas y digitales. Se conecta a una tensión de 230 Vac y a 50Hz. Autómata de la marca SCHNEIDER ELECTRIC (Telemecanique) modelo MODICON compuesto con fuente de alimentación, dos módulos de entrada y dos módulos de salida. Comunicaciones tanto analógica como digital. Tensión de alimentación 230 Vac a 50Hz. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 185 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.9.- Sensores 10.3.9.1.- Ópticos Se instalarán sensores de la marca OMRON, serie E3G-M y modelo E3GML79T-G. El sensor trabajará con luz roja con una longitud de onda de 860 nm. con un campo de visión de 1º a 5º y el tiempo de respuesta será de 30ms con una salida de consumo máximo de hasta 2 W. La alimentación del sensor será de 12 Vcc a 230 Vcc o 24 Vac a 230 Vac a 50 o 60 Hz. La distancia de detección tendrá que estar entre 0.2 y 2 metros de distancia con funciones de prevención de interferencias mutuas. Para el funcionamiento de los sensores se necesitará una fuente de alimentación como la descrita en este documento. 10.3.9.2.- Finales de carrera Se instalarán sensores de la marca OMRON, serie D4B y modelo D4B4116N. El sensor tendrá una durabilidad aproximada 500 mil operaciones por minuto a 230 Vac y una carga resistiva de 10 A. Su velocidad estará entre 1 operaciones de 30 y 10.5 y a una frecuencia de a una frecuencia de 50Hz. 10.3.9.3.- Temperatura y humedad relativa Se instalarán sensores de la marca NOVUS, serie N320 y modelo N322RHT. El sensor trabajará bajo condiciones de humedad y temperaturas oscilantes entre -20 ºC y 100ºC manteniendo el 100% de humedad relativa hasta los 60 ºC. Su resolución en humedad relativa es del 1% en toda la curva de acción y en temperatura de 0,1 ºC entre -19,9 ºC y 100ºC. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 186 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal La alimentación del sensor será de 12 Vcc a 230 Vcc o 24 Vac a 230 Vac a 50 o 60 Hz. 10.3.10.- Actuadores neumáticos Se procederán a instalar 4 cilindros neumáticos de la marca NORGREN, serie ISO/VDMA RA/8000/M y modelo RA/8063/M/200. Deberán tener las siguientes especificaciones: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Funcionamiento Doble efecto Estándar ISO 6431; NFE 49-003-1; Longitud de carrera (mm) 200 Tamaño de la conexión G3 / 8 Diámetro del cilindro (mm) 63 Tabla 18.- Especificaciones técnicas del cilindro neumático Norgren. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 187 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.11.- PC y HMI Se instalará un PC con procesador Intel Pentium 4, a 2.3 GHz doble núcleo, 256 MB, Microsoft Windows XP Professional, disco duro de 40 GB, temperatura de trabajo entre +5ºC y +45ºC, cinco puertos USB interfaces (USB 2.0). Pantalla táctil TFT de 15,1 pulgadas y resolución 1024X768. El HMI deberá instalarse en cualquier punto de fácil acceso al igual que el PC. Ambos dispositivos estarán alimentados a una tensión de 230 Vac. El HMI será un SIMATIC HMI de Siemens y modelo IPC577C con un tamaño de 19” con las siguientes especificaciones técnicas: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ALIMENTACIÓN Tensión de alimentación (Vac) 230 CPU Modelo Intel Core 2 Duo Velocidad de procesador (GHz) 1,86 MEMORIA Tipo DDR3-RAM Memoria RAM (GB) 1 (Ampliable hasta 4) ALMACENAMIENTO Disco Duro (GB) 250 Tarjeta Compact Flash (GB) 2 Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 188 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal INTERFAZ 1 x PCI Slot 1 x Serial RS232 1 x ETHERNET Comunicaciones 1 x PROFIBUS 1 x PROFINET 4 x USB (Traseros) USB 1 x USB (Frontal) SISTEMAS OPERATIVOS Windows XP Profesional Sistema Operativo Windows Integrado Standard 2009 DISPLAY Pantalla TFT Touch Screen de 19” Resolución (Pixeles) 1280 x 1024 Dimensiones de montaje (mm) 450 x 380 x 115 Dimensiones del panel frontal (mm) 483 x 400 Tabla 19.- Especificaciones técnicas del Simatic HMI IPC577C de Siemens. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 189 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.12.- Setas de emergencia Se instalarán setas de emergencia de la marca EPROM y el modelo el PQ01C4N. Se cumplirán las siguientes características técnicas: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Montaje en panel (mm) 22 Contactos 1NC con apertura positiva Intensidad térmica (A) 16 Tensión de aislamiento (V) 690 Tabla 20.- Especificaciones técnicas de las setas de emergencia Eprom. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 190 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.3.13.- Luces de emergencia Se instalarán avisadores acústicos y lumínicos de la marca PATLITE, serie RFV y modelo RFV-220F-R. Tendrán estas especificaciones: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Diámetro (mm) 100 Entrada de tensión (Vac) 230 64 segundos de tiempo de grabación; Estilos de audio disponibles De fábrica con 4 ó 15 canales de entrada grabados Volumen (dB a 1 m) 95 con control ajustable Color (Cuerpo y cúpula) Beige y Rojo Material de la cúpula Resina de policarbonato Tabla 21.- Especificaciones técnicas de las luces de emergencia Patlite. 10.3.14.- Electricidad 10.3.14.1.- Fuentes de alimentación - Conversor de corriente alterna a continua - Pasa de una tensión de 220 Vac a una de 10 Vcc - Útil para el conexionado y alimentación de todos los sensores 10.3.14.2.- Diferencial - Fabricante: Legrand - Referencia del fabricante: 008824 - 230 V - 6000A Capacidad de cortocircuito Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 191 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal - 30 mA de sensitividad de recorrido - 2 Polos - Toggle Switch de indicador de posición de contacto - 90 mm. de altura - 35 mm. de anchura de módulo - 74.5 mm. de profundidad - 25ºC a 40 ºC Temperatura de funcionamiento - Tipo de corriente AC 10.3.14.3.- Automático-Magnetotérmico: - Fabricante: MERLIN GERLN - Referencia del fabricante: 0027104 - Fase protegida y neutro protegido - 230 Vca - Bornes superiores para cable flexible de 10 o rígido de hasta 16 - Bornes inferiores para cable flexible de 16 - No admite auxiliares - Fijación mediante dos clips biestables - Espacio frontal para etiquetas adhesivas de 12 mm. - Ancho total aparato: 4 pasos de 9 mm. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica o rígido de hasta 25 192 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.4.- SEGURIDAD Y SALUD 10.4.1.- Extintores y bocas de incendio equipadas Para la fábrica de este Proyecto, se utilizaran como medida de extinción de fuegos o incendios los extintores portátiles y las bocas de incendio. Para el estudio de la situación de los extintores, nos apoyaremos en el artículo 19, “Locales y zonas de riesgo especial” y en el artículo 20, “Instalaciones de detección, alarma y extinción de incendios”. En el apartado 1 “Extintores portátiles de la normativa de la comunidad de Madrid”. La colocación de los extintores está definida en el plano número 9. La colocación de estos extintores está estudiada para que el recorrido real en cada planta desde cualquier origen de evacuación hasta un extintor no supere los 15 metros como así lo dice el ya mencionado artículo 20 apartado 1. La altura en la que se deben posicionar los extintores será tal que el extremo superior del extintor se encuentre a una altura no superior a los 1,70 metros según el artículo 20 apartado1. En total se instalarán 5 extintores en toda la fábrica y 1 boca de incendios equipada (BIE). El tipo de extintor portátil utilizado es el extintor en polvo polivalente, que es apto para las clases de fuego (clase A, B y C según la normativa UNE 23 – 010 -76), que se nos pueden presentar en la fábrica. Cada uno de los extintores tendrá una eficacia como mínimo 21 A-11 3B según el artículo 20. Cada extintor llevará sobre su superficie la placa identificativa con su descripción, mantenimiento e instrucciones de uso según lo establecido en el artículo 20. 10.4.2.- Señalización de emergencia El edificio dispone de alumbrado de emergencia que se adapta a lo exigido en la normativa necesaria para la visión de las señales. La señalización está formada por dos grupos; la señalización de evacuación y la señalización de los medios de protección. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 193 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal La señalización de evacuación del edificio se efectúa mediante la implantación de rótulos foto-luminiscentes fácilmente visibles que indiquen los caminos de salida al exterior más próxima desde cualquier punto y situada sobre todas las puertas de salida al exterior. También se utilizarán rótulos foto-luminiscentes para la señalización de la presencia de elementos básicos de protección como es el caso de los pulsadores y extintores. 10.4.2.1.- Señalización de dirección de evacuación Se dispone de señales indicativas de dirección de los recorridos que deben seguirse desde todo origen de evacuación hasta un punto desde el que sea directamente visible la salida o la señal que la indica según el artículo 12. La señal será de aluminio de 0.5 mm. foto-luminiscente. La señal indicativa estará colocada a una altura no inferior a los 2,50 metros y no superior a los 3,50 metros según el artículo 12. Las dimensiones de las señales para indicar el recorrido de evacuación serán de 224 x 224 mm. 10.4.2.2.- Señalización de las salidas de emergencia Se dispone de una salida de emergencia para la evacuación. Esta salida estará indicada según el artículo 12. Las dimensiones de éstas serán de 402 x 105 mm. según la normativa. La señal será de aluminio de 0,5 mm. fotoluminiscente. Esta señal se colocará sobre el marco de la puerta y convenientemente centrada. En total se necesitaran 4 señales indicativas de dirección y una señal indicativa de la puerta de salida. IMPORTANTE: No colocar dicha señal en la hoja de la puerta, ya que, en caso de que ésta quedase abierta, no sería visible. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 194 10.- PLIEGO DE CODICIONES Rafael P. Belmar Leal 10.4.2.3.- Señalización de los medios de protección Según el artículo 12, “Señalización de los medios de protección”, debe señalizarse los medios de protección contra incendios de utilización manual. Por ello, se colocará sobre cada elemento la señal indicativa de la presencia de éstos. 10.4.2.4.- Señalización de la presencia de extintor La señal utilizada será la que dicta la normativa y las dimensiones de estas serán de 210 x 297 mm. según lo establecido. La señal será de aluminio de 0,5 mm. foto-luminiscente. Esta señal se colocará sobre el elemento, en este caso, el extintor. Para la extinción se utilizarán cinco extintores repartidos por toda la planta, con lo cual necesitaremos cinco señales indicativas de la presencia de extintores. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 195 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal 11.- PRESUPUESTO Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 196 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal Capítulo 11 PRESUPUESTO 11.1.- PRESUPUESTO GENERAL Presupuesto general 110.599,02 € Sistema a instalar: Maquinaria Sistema de Control 7.158,26 € Comunicaciones 1.036,72 € Seguridad y Salud 4.154,85 € 122.948,85 € TOTAL SIN IVA IVA (18%) 22.130,79 € 145.079,64 € TOTAL CON IVA Tabla 22.- Presupuesto general. Presupuesto general 110.599,02 € 7.158,26 € 1.036,72 € 4.154,85 € Suministro de Maquinaria Sistema de Control Comunicaciones Seguridad y Salud Figura 78.- Presupuesto general por sectores. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 197 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal 11.2.- PRESUPUESTO DETALLADO Capítulo 1. Sistema a instalar: Maquinaria. Código Descripción 01.01.00 Puente de grúa Medición uds 1 2.000,00 € 2.000,00 € uds 3 845,12 € 2.535,36 € 01.01.01 Puente de la marca ABUS, modelo EHB monorraíl. Uno de los sistemas más extendidos para la elevación y transporte de de objetos de alto peso. Se puede modular a medida y colocar bajo condiciones de difícil acceso, además de permitir ampliaciones de manera rápida y económica. Permite una carga de hasta 500 Kg y 10 metros de longitud de perfil para el aguante de este peso. 01.02.00 Precio unidad Unidad Precio total Tanques 01.02.01 Tanque de acero AOLI, modelo ALZS-16. Estos tanques son de estructura única y de fácil construcción. Cuentan con una geometría clásica y flexible a la hora de combinarlos. Duros y duraderos. Permiten hasta una capacidad de 16 m3, equivalente a 16000 litros. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 198 11.- PRESUPUESTO 01.03.00 Cintas transportadoras de cadena 01.03.01 Transportador de cadena GURA, modelo 67100. Esta cinta puede soportar grandes cargas, posee un sistema silencioso y seguro. Está caracterizada por sus materiales innovadores, como aleaciones de aluminio y perfiles plásticos de alta calidad optimizados para garantizar una calidad de transporte y una disponibilidad máximas unidas a la mínima emisión de ruidos. Cada cadena está galvanizada y con un perfil entrecruzado de U. Sus medidas son 1500 mm. de larga, 1200 mm. de ancha con 3 vías y 500 mm. de altura. Su velocidad está en torno a los 0.2 m/s. 01.04.00 uds 25 2.176,30 € 54.407,50 € uds 2 15.447,70 € 30.895,40 € uds 1 1.138,20 € Cabinas de imprimación y pintura 01.04.01 Cabina LAUNCH, modelo CH 201. Tienen una capacidad de ventilación muy buena y superior a otras de la misma marca, con una media de 0,3 m/s en cabina. y además incluye una turbina de extracción que en otros modelos no está presente. Además este modelo se diferencia de otros inferiores en que es más robusto, dispone del doble de luces laterales y dos turbinas; una de impulsión de 7,5 KW y otra de extracción de 4 KW. Incluye un quemador Riello que tiene una capacidad calorífica de 183.000 Kc/h de aire impulsado. Las medidas internas son 6.9 x 3.9 x 2.7 y puede llegar a circular 265 veces/h el aire. 01.05.00 Rafael P. Belmar Leal Depósito de pintura 01.05.01 Depósito WALTER-PILOT, modelo MDG 500. Transferencia uniforme y elevada velocidad de trabajo. Incluye un agitador eléctrico para lograr homogeneidad en la mezcla. Tiene 6 bares de presión máxima, una capacidad de 500 litros y una altura aproximada de 2088 mm. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 1.138,20 € 199 11.- PRESUPUESTO 01.06.00 Mesa giratoria 01.06.01 Mesa giratoria BISHAMON, modelo EZU-15-R. La mesa es capaz mediante el actuador de subir, bajar y girar la plataforma. Tienen una capacidad máxima de aproximadamente 560 Kg y un diámetro estándar de plataforma de 1092 mm. 01.07.00 Rafael P. Belmar Leal uds 4 uds 4 1.135,10 € 4.540,40 € Hornos de secado 01.07.01 Horno de secado ACATEC, modelo HCG 3000. Utiliza paneles tipo “Sandwich” que no tienen uniones metálicas entre las partes interiores y exteriores. Este sistema consigue un gran ahorro energético y el excesivo de las zonas adyacentes. Se pueden controlar errores de hasta ± 0.5 ºC para temperaturas de hasta 500 ºC. Se alimentará con gas o gasóleo. Posee unas medidas de 3000 mm. x 2500 mm. x 2000 mm. y alcanza una temperatura máxima de 300º C. Total del sistema a instalar: Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 3.770,54 € 15.082,16 € 110.599,02 € 200 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal Capítulo 2. Sistema de control. Unidad Medición Precio unidad 02.01.01 Autómata Modicon Premium TSX P5710 de la marca Schneider Electric (Telemecanique). CPU de alto rendimiento TSX P5710 con CANopen y puerto Ethernet integrado. Arquitectura de 32 bits. Memoria interna, hasta 7 MB para un programa y 896 KB para datos. Puerto de programación USB. Puerto Ethernet integrado con servidor web activo y transmisión automática de correo electrónico por suceso. Biblioteca de bloques de control de procesos. Su tiempo es de 37 ns para una instrucción booleana y 45 ns para una instrucción numérica. Duplicación del número de E/S analógicas hasta 512 canales. Como programa usará el Unity Pro o el PL7. El Unity Pro además incluye un simulador de autómata en PC y nuevas herramientas de depuración. uds 1 200,00 € 200,00 € 02.01.02 Autómata Siemens S7-200 CPU 224. La CPU 224 es una de las más usadas de la gama en esta serie de autómatas. Posee 14 entradas digitales y 10 salidas digitales. Incorpora 1 puerto de comunicaciones RS-485. Posee una memora de 8 Kbytes para datos y una memoria de programa entre 8 y 12 Kbytes. Es ampliable hasta 7 módulos y tiene una velocidad de ejecución Booleana de 0,22 microsegundos por operación. El software que se utilizará será el Step 7 - Microwin. uds 1 150,00 € 150,00 € Código Descripción 02.01.00 Autómatas Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica Precio total 201 11.- PRESUPUESTO 02.02.00 Rafael P. Belmar Leal Sensores 02.02.01 Sensor óptico OMRON, modelo E3G-ML79T-G. Detecta la presencia de objetos a una distancia de 0,2 hasta 2 m. cm con funciones de prevención de interferencias mutuas. Color de la fuente de luz infrarrojo. Trabajarán a una longitud de onda de 860 nm. y estarán conectados a la red eléctrica a 12Vcc. uds 13 119,00 € 02.02.02 Sensor de Final de Carrera OMRON, modelo D4B-4116N. Este tipo de sensor electromecánico tiene una resistente carcasa metálica y es apropiada para aplicaciones tanto seguras como estándares gracias a su mecanismo de apertura. El sensor tendrá una durabilidad aproximada 500 mil operaciones por minuto a 230 Vac y una carga resistiva de 10 A. Su velocidad estará entre 1 mm/s y 10.5 m/s y a una frecuencia de operaciones de 30 op/min a una frecuencia de 50Hz. uds 8 41,20 € 329,60 € 02.02.03 Sensor de temperatura y humedad relativa NOVUS, modelo N322RHT. Posee dos salidas de control del tipo relé que pueden ser configuradas independientemente para actuar como control o alarma. Está protegido por una cápsula en poliamida. Su cable cuenta con una extensión de hasta 3 metros. Además cuenta con una interfaz RS485 y display de lectura. Trabaja a temperaturas entre -20 ºC y 100ºC. Su resolución en humedad relativa es del 1% en toda la curva de acción y en temperatura de 0,1 ºC entre -19,9 y 100 ºC. La alimentación del sensor será de 12 Vcc a 50 Hz. uds 2 204,30 € 408,60 € 02.02.04 Alimentador AVALVA, modelo 3534. Modelo electrónico variable con un rango entre 3 V y 12 V. La corriente máxima soportada por este tipo de sensores son 3A pero, por seguridad, la fuente solo da un máximo de 1A. Además, incorpora un circuito de protección contra sobrecarga y exceso de temperatura. uds 23 12,12 € 278,76 € Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 1.547,00 € 202 11.- PRESUPUESTO 02.03.00 Rafael P. Belmar Leal Actuadores 02.03.01 Cilindro neumático NORGREN, modelo RA/8063/M/200. Este cilindro es muy robusto y fiable. Además, soporta elevadas temperaturas (entornos entre -20 ºC y 80 ºC) y puede realizar distintos modos de funcionamiento. El cilindro es de doble efecto cumpliendo el estándar ISO 6431. Posee una longitud de carrera de 200 mm. y un diámetro de cilindro de 63 mm. uds 4 404,30 € 1.617,20 € 02.04.01 PC Inves, modelo Pentium 4, 2,3 GHz. Pentium 4, a 2.3 GHz doble núcleo, 2GB RAM, caché nivel 3, Microsoft Windows XP Professional, disco duro de 250 GB. Óptimo para una temperatura de trabajo entre +5ºC y +45ºC. Incluye 5 puertos USB interfaces (USB 2.0). Incluye pantalla táctil TFT de 19"y resolución 1024X768. uds 1 950,00 € 950,00 € 02.04.02 Siemens Simatic HMI, modelo IPC577C. El HMI será un SIMATIC HMI de Siemens y modelo IPC577C con un tamaño de 19”. Son aptos tanto para instalación en armarios eléctricos, pupitres y cuadros o tableros como para montaje directo en la máquina. Componentes y elementos de alta calidad con un amplio MTBF (mean time between failure), que garantizan 24 h de funcionamiento incluso en el rango de temperatura ampliado. Caja robusta con elevada compatibilidad electromagnética (CEM). Es idóneo para aplicaciones a pie de máquina. Puede conectarse a un PROFIBUS o a un PROFINET. Posee un procesador Intel Core 2 Duo a 1,86 GHz, 1 GB de DD3-R, disco duro de 250 GB y comunicaciones para PCI, Serial RS232, Ethernet, Profibus/Profinet y 4 USBs. Cuenta con una resolución de 1260x1024 y un sistema operativo WIS 2009. uds 1 1.487,10 € 02.04.00 PC Industrial y HMI Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 1.487,10 € 203 11.- PRESUPUESTO 02.05.00 Rafael P. Belmar Leal Mando y Emergencia 02.05.01 Seta de emergencia EPROM, modelo PQ01C4N. Montaje en panel de 22 mm de diámetro, color de caja amarillo-negro, color de seta rojo, desenclavamiento mediante llave de seguridad, grado de protección IP65. Contacto normalmente cerrado con apertura positiva e intensidad térmica de 16 A. uds 8 20,00 € 160,00 € 02.05.02 Avisador rotativo PATLITE, modelo RFV-220F-R. Posee un diámetro de 100 mm. y una entrada de tensión a 230 Vac. Posee 64 segundos de tiempo de grabación o sonidos predeterminados de fábrica. Su potencia es de 95 dB con control ajustable. Color del cuerpo Beige y cúpula roja. Está compuesto de resina de policarbonato. Potencia máxima de 16 W. uds 2 15,00 € 30,00 € 7.158,26 € Total del sistema de control : Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 204 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal Capítulo 3. Comunicaciones. Código Descripción 03.01.00 Profibus 03.01.01 Profibus Siemens, modelo 6XV1830-0EH10. Es un cable de tipo bifilar trenzado y apantallado con sección circular. Funciona con diferencias de tensión por lo que es menos sensible a las interferencias que un interface de tensión o de corriente. Tiene doble apantallado lo que le permite ser apto para tendido en entornos industriales con interferencias electromagnéticas. Marcas impresas cada metro. 03.02.00 Unidad Medición Precio unidad m 10 1,26 € uds 1 Precio total 12,60 € Comunicación serie 03.02.01 Cable RS232-PPI El cable se alimenta a 24 Vcc que provienen del PLC S7-200 a través del puerto RS485. Dentro del cable se tiene una separación galvánica entre las interfaces RS232 y RS485. El conector RS232 utiliza un conector Sub-D hembra de 9 polos, y el conector RS485 utiliza un conector Sub-D macho de 9 polos, con conector en ángulo. El cable RS232 dispone de tres LEDs verdes que indican el funcionamiento del mismo. Indicador de transmisión (Tx), Indicador de recepción (Rx) y alimentación de 24 V DC (PWR). Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 50,00 € 50,00 € 205 11.- PRESUPUESTO 03.02.02 Cable RS485-MiniDIN 8 Estos dos conectores, funcionalmente idénticos, se encuentran en el procesador y están señalados como TER y AUX. Esto es una gran ventaja ya que permiten conectar físicamente al mismo tiempo dos equipos, como por ejemplo, un terminal de programación y una consola HMI. El conector macho es de 8 pin miniDIN con una alimentación a 24 Vcc y hace la transformación a terminal RS485. Rango de temperaturas entre 0 y 60 ºC. Cable de 2.5 metros. 03.03.00 Rafael P. Belmar Leal uds 1 uds 1 24,12 € 24,12 € SCADA 03.03.01 Labview Software estándar que permite la visualización de procesos industriales e interactuar con los mismos. Se obtiene el programa y la licencia de uso del mismo. LabView brinda integración con hardware sin precedentes y amplia compatibilidad. Acelera su productividad y le da la seguridad para innovar continuamente para crear y desplegar sistemas de medidas y control. 950,00 € 950,00 € 1.036,72 € Total sistema de control : Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 206 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal Capítulo 4. Seguridad y Salud. Código Descripción 04.01.00 Seguridad individual Precio unidad Unidad Medición 04.01.01 Casco Industrial Infra, modelo 1CP210-1. Fabricado con material termoplástico resistente a los impactos. Muy resistente al impacto y ajuste de intervalos. 22.54x13.65x29.21 cms con colchón de nylon con poliéster. uds 10 48,90 € 489,00 € 04.01.02 Gafas protectoras MSA, modelo 10008177. Patillas con ajuste vertical y horizontal. Protección adicional para mejillas y cejas. Mica de policarbonato color clara, resistente a impactos y recubrimiento antiempañante. uds 10 41,50 € 415,00 € 04.01.03 Bata antiestática VALLEN, modelo CH679S. Cuello tipo mao, manga larga y con botones. Posee una combinación para ambientes críticos de 89% poliéster y 2% fibra de carbón clase 10-100. uds 10 250,00 € 2.500,00 € 04.01.04 Guantes protectores VALLEN, modelo PM-10-08. Guantes 100% algodón de talla estándar con un calibre 30/4. uds 10 19,70 € 197,00 € uds 1 122,00 € 122,00 € uds 5 46,37 € 231,85 € 04.02.00 Precio total Seguridad colectiva 04.02.01 Boca de Incendio Equipada EIVAR Modelo de 45 mm y manguera plana (198 l/min con una presión de 3,5 bares durante una hora). 04.02.02 Extintor EIVAR Modelo CO2 de 5 Kg. Peso con carga 13,75 kg con altura de 745 mm y diámetro de 136 mm. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 207 11.- PRESUPUESTO Rafael P. Belmar Leal 04.02.03 Señalización de emergencias. Las dimensiones de estas serán de 402 x 105 mm. La señal será de aluminio de 0.5 mm. foto-luminiscente. 04.03.00 uds 10 5,00 € 50,00 € uds 1 150,00 € 150,00 € Salubridad 04.03.01 Botiquín Industrial SANAKIT Modelo línea industrial de plástico. Medidas de 70 x 50 x 20 cm. Con las puertas abiertas llevan sus medidas a 70 x 100 x 10 cm. Su gran capacidad permite contener los más variados elementos de curación, abasteciendo a más de 50 personas en los primeros auxilios. 4.154,85 € Total seguridad y salud: Tabla 23.- Presupuesto detallado. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 208 12.- CONCLUSIONES Rafael P. Belmar Leal 12.- CONCLUSIONES Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 209 12.- CONCLUSIONES Rafael P. Belmar Leal Capítulo 12 CONCLUSIONES Los sistemas de automatización están cada vez más extendidos. Su gran uso es debido a que es un buen medio para conseguir objetivos a corto y a largo plazo. Hoy en día, estos sistemas son de necesidad básica para cualquier empresa, sea el caso de una PYME o de una gran Multinacional. Podemos decir que la automatización nace, por un lado, de la necesidad de ser competitivo y, por otro, del interés por desarrollar nuevos sistemas que mejoren la calidad y la cantidad de producto. Esto es fruto de la era en la que vivimos en la cual, hay un mercado muy agresivo y para mantenerte a flote se debe tener lo último en tecnología. Una producción a altas velocidades y con gran precisión conlleva a la realización de productos en masa que nos hace altamente competitivos. La empresa no solo busca el beneficio, sino también el poder implementarse en un mercado y ser líder en él. En general, hay muchas empresas dedicadas al sector de la pintura que realizan dichas labores de pintado de manera manual. La propuesta de este Proyecto trata precisamente de cubrir la necesidad que tiene cualquier de poder subsistir o incluso competir como es en este caso. Por tanto, el presente Proyecto satisface un sistema que realiza de manera automática y eficiente el proceso de galvanizado y pintura de armarios sin paradas y a un bajo coste amortizable con el tiempo, ya que disminuyen los costes fijos y cuadriplica la producción. Algunas mejoras sobre el sistema propuesto podrían ser la colocación de un equipo más moderno aunque aún en desarrollo como pueden ser los hornos de infrarrojos, que hacen si cabe un secado mucho más homogeneizado, un sistema SKID para el transporte de armarios con electrovías o simplemente realizar una ampliación de las instalaciones para incrementar el número de armarios eléctricos a galvanizar y pintar. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 210 13.- REFERENCIAS Rafael P. Belmar Leal 13.- REFERENCIAS Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 211 13.- REFERENCIAS Rafael P. Belmar Leal Capítulo 13 REFERENCIAS 13.1.- BIBLIOGRAFÍA [1] PIEDRAFITA, R (2003) - “Ingeniería de la Automatización Industrial”. RA-MA. [2] ROMERA, J.P.; LORITE, J.A.; MONTORO, S. (1994) “Automatización. Problemas resueltos con autómatas programables”. Paraninfo. 13.2.- REFERENCIAS 13.2.1.- Manuales [3] “Manual del sistema de automatización S7-200”. Siemens, 08/2008. Número de referencia: 6ES7298-8FA24-8DH0. [4] “Manual de Referencia PL7 Micro/Junior/Pro. programa PL7”. Schneider Electric, 07/2008 spa. [5] “Installation Guideline September 1998. [6] “Comunicación con Simatic”. Siemens, 09/2006. Número de referencia: EWA 4NEB 7106075-04 03. for Descripción PROFIBUS-DP/FMS”. Order del 2112. 13.2.2.- Apuntes [7] Asignatura de “Automatización Industrial I”. [8] Asignatura de “Laboratorio de Automatización Industrial”. [9] Asignatura de “Oficina Técnica”. [10] Curso de Automatismos con Control Programable. Diciembre 2011. 13.2.3.- Páginas web [11] Productos de Siemens: http://support.automation.siemens.com/ Último acceso: Abril 2012. [12] Configurador web de productos Siemens: http://www.siemens.com/lowvoltage/configurators Último acceso: Marzo 2012. [13] Web oficial de Siemens: http://www.siemens.com/entry/es/es/ Último acceso: Marzo 2012. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 212 13.- REFERENCIAS [14] Rafael P. Belmar Leal Productos de Schneider Electric: http://www.schneiderelectric.es/sites/spain/es/productosservicios/automatizacion-control/automatizacion-control.page Último acceso: Marzo 2012. [15] Web oficial de automatización de Omron: http://industrial.omron.es/ Último acceso: Marzo 2012. [16] Web oficial de Profibus: http://www.profibus.com/ Último acceso: Marzo 2012. [17] Web de catálogos y productos industriales: http://www.directindustry.es/ Último acceso: Marzo 2012. [18] Web de información general: http://es.wikipedia.org/ Último acceso: Abril 2012. Universidad Carlos III de Madrid Departamento de Tecnología Electrónica 213
